煤炭学报

作者：方杰, 宋洪庆, 徐建建, 杨连枝, 李正一,

关键词：煤矿地下水库, 储水系数, 有效应力, 采空区, 垮落带,

综合考虑煤矿地下水库储水系数的潜在影响因素，对弹性模量、上覆岩层体应力、泊松比、上覆岩层密度等进行理论分析，结合弹性力学、渗流力学的相关原理与知识，以及矿井水流动涉及的流固耦合渗流机理，建立了考虑有效应力影响的煤矿地下水库储水系数数学模型，并确定了模型解析解。以宽沟煤矿地下水库为例，计算该地下水库的储水系数并进行影响因素分析。结果表明:采高对储水系数的影响最大，上覆岩层体应力次之，弹性模量最小;储水系数随上覆岩层体应力、垮落带高度的增大而减小，随弹性模量、泊松比、采高的增大而增大。弹性模量每增加1.1 GPa，储水系数增大0.4%~3.0%;上覆岩层体应力每增加20 MPa，储水系数减小19%~39%;泊松比每增加0.1，储水系数增大10%~14%;垮落带高度每增加2 m，储水系数减小8%~11%;采高每增加1 m，储水系数增大20%~60%。根据该模型计算所得储水系数的分布范围为10%~35%，这与矿区抽排水工程试验值范围一致，验证了模型的准确性。

来源：2019年第12期

《煤炭学报》期刊编辑部

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