崩落法开采上覆崩落体降雨入渗及突水模拟研究

王平^1,2，曾文旭^1,2，程爱平^1,2，许梦国^1,2，张玉山^1,2

1. 武汉科技大学资源与环境工程学院2. 冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室

摘 要：崩落法开采形成的上覆崩落体具有较强透水性,它为地表雨水进入井下采场提供了良好的通道,在强降雨期间地表塌陷坑汇水会严重威胁采场巷道、采矿设备及人员的安全。因此,研究上覆崩落体内渗流及突水的发展过程对保证矿山安全生产意义重大。以程潮铁矿井下采场突水灾害为工程背景,结合突水发生机理,采用Brinkman方程来表征流体在上覆崩落体内的渗流,建立相应的计算模型;运用COMSOL数值模拟软件模拟塌陷坑内积水通过上覆崩落体向井下采场的稳态渗流和突水过程,研究入渗和突水发展过程中的规律。研究结果揭示了水在上覆崩落体中有关渗流速度和压力的规律以及采场突水灾害的主要致灾因素,为矿山安全生产提供指导。

关键词：上覆崩落体;Brinkman方程;破碎岩体;渗流及突水;