基于渗流-损伤耦合分析的煤层底板突水过程的数值模拟

根据杨村煤矿17煤的水文地质条件,应用岩石破裂过程渗流与损伤耦合作用分析系统(FRFPA2D),建立了薄煤层底板采动破坏的数值模型,模拟了采动条件下底板的破断失稳、裂隙扩展和突水过程,探讨了底板突水的机理,并对底板的易发生突水部位进行了预测。结果表明,当回采工作面推进到26.8m时,在隔水层的两个约束端产生拉剪破坏区。该破坏区和12灰贯通形成突水通道。突水后通道处的位移、流量都发生突变增加,并形成连锁反应,使12灰到13灰及其之间的隔水层依次发生破坏,最大破坏深度达13m,但未勾通和14灰、奥灰之间的水力联系,在底板没有断层的地段不会发生突水。两个工作面采前和采后压水试验结果表明,采动后底板破坏深度在9.96～12.35m,同数值模拟结果相吻合。