Resumen

La conductividad hidráulica es un parámetro importante para predecir la entrada de agua subterránea en las explotaciones mineras de carbón. La conductividad hidráulica varía con la deformación y el fallo de las rocas inducido por la minería. Comprender el patrón de evolución de la conductividad hidráulica durante la explotación minera es importante para predecir con precisión la irrupción de las aguas subterráneas. En este estudio, se midieron las variaciones de la conductividad hidráulica de las muestras de roca durante la deformación y el fallo de la roca utilizando el ensayo servomecánico triaxial de roca en un laboratorio. A partir de los datos experimentales se propuso la fórmula exponencial de conductividad hidráulica-deformación volumétrica. Se modificó el modelo numérico de diferencias finitas FLAC3D sustituyendo la conductividad hidráulica constante por la conductividad hidráulica dependiente de la deformación. El flujo de agua acoplado y la deformación y fallo de la roca se simularon utilizando el modelo modificado. Los resultados indican que en el tiempo inicial, las rocas sufren una compresión elástica con el aumento de la deformación de la roca, lo que resulta en una disminución de la conductividad hidráulica; luego, las microfisuras y fisuras aparecen en la roca después de que ceda, lo que resulta en un salto repentino en la conductividad hidráulica; en el tiempo posterior, la conductividad hidráulica disminuye gradualmente de nuevo debido a las microfisuras y fisuras que se compactaron. La conductividad disminuye exponencialmente con la deformación volumétrica durante los periodos de compresión elástica y de post cesión. Las curvas de tensión-deformación simuladas con el modelo modificado coinciden con los ensayos triaxiales. El modelo modificado se aplicó a la afluencia de agua subterránea de una mina de carbón en China. La entrada de agua simulada concuerda bien con los datos observados. El modelo original subestima significativamente la afluencia de agua debido a que no tiene en cuenta las variaciones de la conductividad hidráulica inducidas por la minería.

• Materias:Algoritmos genéticos Geoquímica Análisis de suelos Agua Carbón
• Subjects:Genetic algorithms Geochemistry Soil testing Water Coal
• Palabras claves:conductividad hidráulica, modelo modificado, irrupción de aguas subterráneas, compresión elástica, minería, deformación de la roca, conductividad hidráulica constante, obras de minería del carbón, modelo numérico flac3d, obras de minería del carbón
• Keywords:hydraulic conductivity, modified model, groundwater inrush, elastic compression, mining, rock deformation, constant hydraulic conductivity, coal mining worksites, numerical model flac3d, coal mining worksite