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1、Vo1.19.NO.4第19卷第4期中國(guó)礦業(yè)2010年4月CHINAMININGMAGAZINEApril2010防水煤柱安全評(píng)價(jià)的流一固耦合分析戰(zhàn)玉寶,劉煥芝,尤春安。(1.山東科技大學(xué)資源與土木工程系,山東泰安271019;2.山東科技大學(xué)泰安校區(qū),山東泰安2710193.山東科技大學(xué)土建學(xué)院,山東青島266510)摘要:應(yīng)用流一固耦合分析,對(duì)防水安全煤柱進(jìn)行安全評(píng)價(jià)。采用有限差分分析軟件FLAC,分析了不考慮流~固耦合與考慮流一固耦合兩種情況下,某煤礦四采二層煤安全防水煤柱的穩(wěn)定性及防潰水能力。比較二者的計(jì)算結(jié)果發(fā)
2、現(xiàn):考慮流一固耦合與不考慮流一固耦合時(shí)的計(jì)算結(jié)果中,塑性區(qū)都呈現(xiàn)出兩端高、中間低的“馬鞍”形狀,但考慮耦合時(shí)塑性區(qū)的范圍比較大;考慮流一固耦合作用時(shí),可以模擬底板的受力狀態(tài)與變形破壞規(guī)律;在合理防水安全煤柱留設(shè)分析中,考慮流一固耦合是必要的;采用流一固耦合分析可以得出,實(shí)例中最小防水安全煤柱的長(zhǎng)度不應(yīng)小于28m。分析表明,對(duì)防水煤柱的安全性進(jìn)行流一固耦合分析,是一種更接近于實(shí)際情況的、更有效的分析方法。關(guān)鍵詞:防水煤柱;流~固耦合;數(shù)值分析;FLAC中圖分類(lèi)號(hào):TD823.23文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1004—4051(
3、2010)04—0089—04Fluid—SolidcouplinganalysisofthesafetyofthewaterproofcoalpillarZHANYubao,LIUHuan-zhi,Y0UChun—an。(1.Dept.ofResourcesandCivilEngineering,ShandongUniversityofScience&Technology,Tai’an271019,China;2.Tai’anCampus,ShandongUniversityofScience&Technology,T
4、ai’an271019,China;3.CollegeofCivilEngineering8LArchitecture.ShandongUniversityofScience8LTechnology,Qingdao266510,China)Abstract:Thepaperanalyzesthestabilityandanti—water-inrushabilityofthewaterproofsecuritycoalpillarofacertainminerespectivelyconsideringfluid—sol
5、idcouplingandwithoutcouplingthroughFLAC.Thecomparisonbetweenbothcomputationresultsshowsthatplasticzonesinbothcasestakeona“saddle”shapewhichishighatbothendsandlowinthemiddle,buttheplasticzoneislargerinthecouplinganaly—sis.Thestressstateanddeformationandfailurelawo
6、fthebottomfloorcanbesimulatedinthecouplinga—nalysis.ItisnecessarytOconsiderfluid—solidcouplingintheexampleandthecomputedminimumlengthofwaterproofcoalpillarshallnotbeshorterthan28meters.Theresultsindicatethatfluid—solidcouplinganal—ysisofthewaterproofcoa1pillarism
7、oretruthfulandeffective.Keywords:waterproofcoalpillar;fluid—solidcoupling;numericalsimulation;FLAC。。突水是煤礦防水煤柱失效的重要形式,引起性問(wèn)題,還涉及到滲流場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)的耦合問(wèn)題。[】]的損失是巨大的。突水事故輕者會(huì)沖垮工作面、含水松散層下采煤,是水體下采煤的重要方淹沒(méi)設(shè)備、增加礦井的排水負(fù)擔(dān),嚴(yán)重者會(huì)造成面。近年來(lái),華東、華北、西北等地的許多煤礦,人員傷亡、淹井等。全國(guó)已經(jīng)發(fā)生許多起近松散開(kāi)采上限不斷提高,己經(jīng)在不同礦區(qū)
8、、不同富水層開(kāi)采上部含水層造成的水砂突涌和淹井事故,程度的松散含水層下開(kāi)展近松散層開(kāi)采。對(duì)防水造成重大經(jīng)濟(jì)損失。防水煤柱失穩(wěn)突水,不僅涉煤柱的合理留設(shè)進(jìn)行了深入研究,[2并取得一批及到煤柱在水壓力作用下的力學(xué)性質(zhì)與長(zhǎng)期穩(wěn)定重要理論成果。于進(jìn)廣等r53對(duì)中等含水層下留設(shè)防砂煤柱的安全開(kāi)采機(jī)理進(jìn)行了研究,廖學(xué)東、疏收稿日