大直径救援井动力扰动下安全透巷距离的数值模拟优化

本文主要探讨了大直径救援井在动载荷作用下的安全透巷问题。随着地下矿井事故频发，救援工作中的井下通道建设成为关键环节，特别是当需要从地面进行救援时，确保通道的安全至关重要。本文的研究对象是山西坪上煤矿3号煤层巷道地面救援井，利用ABAQUS岩土数值模拟软件进行深入分析。 作者首先构建了一个模型，考虑了动力扰动对巷道顶板围岩的影响，动力扰动主要是由钻井过程中的机械振动和压力传递引起的。通过数值模拟，他们发现动力扰动导致顶板围岩产生了显著的位移变形和塑性破坏，这些破坏以钻孔为中心呈现对称的锯齿形分布。这表明，钻井活动对巷道顶板稳定性有着直接的影响，需要特别关注。 轴向作用力在这项研究中被证明对透巷顶板围岩的影响较大，意味着在设计安全透巷距离时，必须充分考虑这种力量的动态作用。经过细致的模拟计算，得出的安全透巷距离值为16.53米，这是一个科学的、基于数据支持的决策依据，旨在减少因透巷作业引发的地层水和钻井液泄漏对被困人员的潜在威胁。 这项研究的意义在于，它不仅优化了安全透巷的距离选择，提高了救援作业的安全性和效率，而且为救生舱在救援井中的下放和提升作业提供了可靠的工程保障。通过数值模拟技术，研究人员能够提前预见并控制可能的风险，从而保障救援行动的顺利进行。 总结来说，本文的核心知识点包括大直径钻井的动态载荷影响、顶板围岩的塑性响应、动力扰动对巷道稳定性的评估、安全透巷距离的确定方法以及数值模拟在工程实践中的应用。这些研究成果对于提升矿井救援技术、预防安全事故具有实际意义。