煤层底板破坏流固耦合数值模拟

孙娈娈¹，王中华^2,3，孙燕青⁴，汪华君¹，白帅⁵，郑功⁶

1. 毕节学院资源与安全工程学院2. 瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室3. 中煤科工集团重庆研究院4. 济宁矿业集团霄云煤矿5. 山东省邹城监狱6. 中煤科工集团南京设计研究院

摘 要：根据煤层底板含水层具有不均一性的特点,建立了底板含水层非均布水压力学模型和流固耦合模型,并根据"下三带"理论和弹塑性理论求得了底板保护带突水极限压力的弹性解和塑性解。利用FLAC3D软件对工作面采动底板进行了流固耦合数值模拟,并对煤层采动底板的应力破坏特征以及渗流特征进行了研究。综合采用理论计算和数值模拟的方法对煤层底板进行了突水预测。研究表明:非均布水压模型更符合工程实际,数值模拟方法可以快捷、准确的对煤层底板突水进行预测,对水害防治具有重要意义。

关键词：非均布水压力学模型;流固耦合;应力破坏特征;渗流特征;突水预测;