大倾角煤层开采中的矿压规律数值模拟

简介：
本研究通过数值模拟方法探讨了大倾角煤层开采过程中的矿山压力变化规律，为煤矿安全生产提供理论依据和技术支持。 在煤炭资源开采过程中，大倾角煤层的开采一直是一个难点和挑战。这类煤层通常具有超过45度的倾斜角度，在开采期间容易出现设备稳定性降低、矿压控制复杂等问题，并且增加了安全事故的风险。为了探究这种环境下矿压的变化规律，研究人员使用FLAC3D数值模拟软件建立分析模型，深入研究了顶板垮落现象和围岩应力分布特征。 FLAC3D作为地质力学领域广泛使用的工具之一，能够有效模拟地壳中的应力分布与变形情况。科研人员利用该软件的这一特性来观察煤层在开采过程中顶板岩石如何因自重作用而发生垮塌，并进一步分析其对下方围岩产生的影响。这样的数值模拟对于理解矿压规律至关重要，有助于研究人员掌握不同条件下围岩的应力和变形特点。 研究特别关注了工作面倾向方向以及工作面长度这两个因素对围岩应力分布的影响。前者指煤层开采角度与水平面之间的夹角，直接决定了压力模式及岩层运动方式；后者则涉及采掘范围大小及其可能产生的应力集中点和变形模式的变化情况。科研人员通过FLAC3D模型分析了不同条件下的变化规律，并得出了有益的结论。 工作面上下端头是开采过程中围岩应力集中的重要区域，其力学特性对于整个过程具有关键作用。研究结果揭示了大倾角煤层工作面独特的力学行为，为优化采掘方案提供了依据。这项研究成果在实际工程实践中应用广泛，有助于确定合理的开采参数以降低矿压事故的风险。 鉴于中国拥有丰富的大型倾斜角度煤层资源，该研究对确保煤矿安全生产、提高煤炭资源利用率具有重要意义。通过科学的方法理解大倾角煤层开采中的力学行为，可以解决技术难题、提升矿山安全水平，并促进煤炭资源的可持续开发。“大倾角煤层开采矿压规律数值模拟”这项工作以数值模拟为手段揭示了顶板垮塌和围岩应力分布特征对大角度煤层采掘过程的影响，为进一步优化工程决策提供了科学依据。