CAJ | 학술논문

矿山采动围岩破坏突水过程中,水流经历了在含水层中的Darcy层流、破碎带中的非Darcy快速流以及进入巷道中的Navier-Stokes紊流3个物理过程.研究表明Brinkman方程比较适合破碎带渗流特点;同时,将含水层Darcy渗流和巷道N-S流动有机联系在统一流动场中,基于质量守恒和压力平衡,建立突水流体流动数值模型.据此,以采动诱发陷落柱突水为例,应用COMSOL Multiphysics系统数值分析工具,通过在模型中耦合Brinkman,Navier-Stokes和Darcy方程,把含水层、岩体破碎带和巷道整个突水水流路径连接在一起,模拟突水流动全过程.计算结果表明,陷落柱作为含水层渗流和巷道突水自由流动的过渡区域,其渗透性变化对于突水压力和流速演变十分敏感,陷落柱或导水破碎带沟通了含水层和巷道之间的水力联系,而含水层充足的补给水量是保持恒定的高水压并沿陷落柱形成突水的根源.
광산채동위암파배돌수과정중,수류경력료재함수층중적Darcy층류、파쇄대중적비Darcy쾌속류이급진입항도중적Navier-Stokes문류3개물리과정.연구표명Brinkman방정비교괄합파쇄대삼류특점;동시,장함수층Darcy삼류화항도N-S류동유궤련계재통일류동장중,기우질량수항화압력평형,건립돌수류체류동수치모형.거차,이채동유발함락주돌수위례,응용COMSOL Multiphysics계통수치분석공구,통과재모형중우합Brinkman,Navier-Stokes화Darcy방정,파함수층、암체파쇄대화항도정개돌수수류로경련접재일기,모의돌수류동전과정.계산결과표명,함락주작위함수층삼류화항도돌수자유류동적과도구역,기삼투성변화대우돌수압력화류속연변십분민감,함락주혹도수파쇄대구통료함수층화항도지간적수력련계,이함수층충족적보급수량시보지항정적고수압병연함락주형성돌수적근원.