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破碎原煤松软,钻芯取样困难,尽管型煤加工容易实现,但型煤与原煤样在孔、裂隙结构上存在很大差异,不能很好地反映原煤的渗透特性。本论文提出一种酚醛树脂包裹原煤试件的制作方法,采用酚醛树脂包裹原煤试件,进行受压状态下原煤的渗透试验,得到原煤渗透性的流固耦合经验公式。采用FLAC3D软件,通过编译FISH语言,构建基于尖点突变理论的防水煤柱稳定性流固耦合-强度折减法分析方法;结合河南新安煤矿采空区突水情况,通过数值模拟计算,得到不同采空区水压条件下防水煤柱的合理最小尺寸,本文的主要工作如下:1)酚醛树脂包裹原煤试件的配比分析和制作。针对原煤易破碎且不易成形,不利于进行应力-渗流耦合作用的实验研究。酚醛树脂常温下力学性能稳定,凝固后酚醛树脂透明度较高,鉴于此,采用酚醛树脂进行包裹煤样,进行应力-渗流耦合实验。该试件可真实地反映采煤工作面的煤体的裂隙结构,为研究原状煤体渗透性提供了个全新的试验研究载体,解决了破碎煤体难于取样或取样尺寸受限的技术难题;同时酚醛树脂包裹原煤试件中原煤采用的是大尺寸不规则原煤,保证了煤体原有孔隙裂结构基本不受扰动。2)受压条件下酚醛树脂包裹原煤试件的渗透率测试。通过在酚醛树脂包裹原煤试件表面分别施加平行于煤样节理面和垂直煤样节理面的荷载,测得不同应力加载方式、应力大小及水压条件下原煤的渗流量。实验研究发现:当施加应力平行原煤节理方向时,随应力的增大,试样渗透流量增加;当应力垂直原煤节理方向时,随应力的增大而减少。通过对实验数据进行拟合分析,构建三维应力条件下原煤渗透率的流固耦合方程。3)河南新安煤矿防水煤柱稳定性分析。针对河南大有能源股份有限公司新安煤矿突水事故频发,详细统计了新安煤矿的历年突水情况,并对矿井突水原因进行分析。为探究新安煤矿防水煤柱的合理最小留设尺寸,从岩石力学和渗流力学出发采用流固耦合分析方法探讨采空区防水煤柱在采动应力和高水力梯度作用下的流固耦合效应,通过引入流固耦合-强度折减法分析方法研究承压采空区突水过程的流固耦合突变机理,在此基础上通过分析计算得出不同采空区水压条件下,防水煤柱的合理最小尺寸。针对新安煤矿的煤层地质力学条件,耦合分析发现当采空区水压分别为1 MPa、2 MPa、3 MPa、4 MPa、5MPa时,所需防水煤柱最小合理厚度分别为16 m、18 m、21 m、24 m、28m。