水力割缝参数优化数值模拟研究

水力割缝参数优化数值模拟研究

论文摘要

利用FLAC3D软件建立水力割缝模型,针对某掘进工作面,选取其正前方12 m处截面为研究对象,在缝槽高度和深度不变的情况下,模拟了单缝槽、双缝槽和多缝槽3种不同宽度缝槽的割缝方案,得到了瓦斯抽采钻孔割缝前后煤体内部应力变化和竖直位移变化、垂直于割缝钻孔上方煤体的下沉量及塑性区破坏情况。结果表明:当缝槽宽度为2 000 mm时,割缝钻孔的卸压效果明显,煤体下沉量较大,钻孔周围塑性区破坏较大,钻孔的稳定性最好。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 工作面概况
  • 2 高压水射流切割煤体原理
  • 3 水力割缝模型的建立
  •   3.1 本构模型的选择
  •   3.2 初始条件和边界条件设置
  •   3.3 煤岩体物理参数的选取
  • 4 计算结果对比与分析
  •   4.1 竖直应力分布情况及对比分析
  •   4.2 竖直位移分布情况及对比分析
  •     4.2.1 垂直于缝槽平面的竖直位移云图
  •       (1) 图5示出了未割缝钻孔的竖直位移。
  •       (2) 图6示出了单缝槽钻孔、双缝槽钻孔和多缝槽钻孔的竖直位移。
  •     4.2.2 缝槽上方的位移变化过程分析
  •       (1) 图7示出了未割缝钻孔上方煤体0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0
  •       (2) 图8示出了单缝槽、双缝槽和多缝槽0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0
  •   4.3 钻孔周围的塑性区分布情况及对比分析
  •     (1) 图9示出了钻孔在未割缝情况下的塑性区分布。
  •     (2) 图10示出了单缝槽、双缝槽和多缝槽情况下塑性区分布。
  • 5 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 李兴,李树清,汤铸,杜少华

    关键词: 水力割缝,参数优化,瓦斯抽采,钻孔卸压

    来源: 能源与环保 2019年05期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 矿业工程,安全科学与灾害防治

    单位: 百色百矿集团公司,湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室,湖南科技大学资源环境与安全工程学院,中南大学资源与安全工程学院

    基金: 国家自然科学基金资助项目(51374104,51434006),湖南省自然科学基金资助项目(2015JJ2058),湖南省教育厅一般科研项目(15C0551),南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室(湖南科技大学)开放基金资助项目(E21827)

    分类号: TD712.6

    DOI: 10.19389/j.cnki.1003-0506.2019.05.005

    页码: 18-23

    总页数: 6

    文件大小: 2908K

    下载量: 94

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