基于COMSOL的頂板運移規律及滲流特性研究

許大洋，李曉泉，王兄威，李明菊

(廣西大學資源與冶金學院， 廣西南寧530004)

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基于COMSOL的頂板運移規律及滲流特性研究

許大洋，李曉泉，王兄威，李明菊

(廣西大學資源與冶金學院， 廣西南寧530004)

為探討水體下煤層開采復雜條件下頂板的運移規律及滲流特性，以流固耦合理論為基礎，利用COMSOL Multiphysics多物理場耦合分析軟件建立了水體下開采的應力場—滲流場耦合數值模型，針對不同開采條件下頂板巖體的運移規律及滲流特性進行定性研究。數值模擬結果表明：工作面推進長度的增大及水壓的增大均會導致頂板巖體變形程度的增加，進而導致頂板巖體的滲流速度相應增大。因此，水體下開采時十分有必要對水壓情況進行實時監測和預警，并綜合考慮工作面的安全開采長度等因素，以防止導水裂隙帶發展到水體，從而避免工作面與水體間形成導水通道而造成透水事故。

采動覆巖；數值模擬；流固耦合；滲流特性

煤炭支持著我國經濟的快速增長和社會的全面進步，是我國能源的基石。據不完全統計，僅我國煤礦生產礦井“三下”壓煤量就達140×108t左右，其中水體下(包括承壓廢巖水上)壓煤占28%左右[1]。因此，水體下的煤炭資源開采對我國煤炭科技的進步和經濟建設具有十分重要的意義。水體下開采一般包括地面水體下和地下水體下的開采。地面水體包括江河湖海、水庫池塘、山溝小溪以及地表積水等；地下水體包括表土層的砂層水、砂巖含水層、巖溶水以及老窟水等[2]?！?br>