哈拉沟煤矿垮落带破碎岩体溃砂的离散元数值模拟研究

梁艳坤¹，隋旺华^1,2，朱涛³，张新佳¹

1. 中国矿业大学资源与地球科学学院2. 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室3. 神东煤矿集团公司

摘 要：采用离散元模拟了垮落带波及到松散砂层时导致的突水溃砂灾害。以神东矿区哈拉沟煤矿22402工作面为原型,采用分形理论分析了垮落带破碎岩体的块度分布特征,并利用离散元方法(DEM)根据破碎岩体的块度分布生成不规则碎石,建立了垮落带破碎岩体溃砂数值模型。模拟结果表明:垮落带破碎岩体间空隙较大且连通性好的通道会形成溃砂优势通道,垮落带残余的空洞空隙可以储存溃落的松散砂;大小不均、堆积混杂的垮落带破碎岩体对溃砂速度具有一定的阻挡作用,松散砂在溃砂通道内流动的速度分布呈纺锤形,通道中间的速度大于壁面的速度。

关键词：垮落带;破碎岩体;突水溃砂;离散元;