FLAC3D模拟研究：孤岛工作面回采巷道变形机制与控制

"孤岛工作面回采巷道围岩变形机理研究" 本文详细探讨了孤岛工作面回采巷道的围岩变形机理，这是煤炭开采领域中一个重要的安全与效率问题。孤岛工作面，即在周围无邻近工作面的特殊开采环境下，其巷道的变形和破坏会严重影响矿山的安全生产。针对这一问题，研究者以潞安集团常村煤矿S6-5孤岛工作面为例，运用FLAC3D数值模拟技术来深入研究巷道围岩的变形特征和破坏机制。 研究发现，煤壁前方存在明显的应力集中现象，超前支承压力的峰值出现在煤壁前方约8米的位置，数值达到14.8 MPa。这表明，在回采过程中，煤壁附近的岩石承受着巨大的应力，可能导致不稳定和大变形。同时，巷道的大变形主要归因于垂直应力的增加以及“两硬一软”岩层结构的综合效应。这里的“两硬一软”指的是由坚硬岩层、软弱岩层交替组成的地层结构，这种结构在受力时容易导致局部应力集中和不均匀变形。 基于以上研究，作者建议采用锚网索联合支护的方式来强化巷道的稳定性，特别是加强两帮的支护强度。锚杆、网和钢绞线的组合可以提供多方位、多层次的支护，有效地分散和平衡围岩应力，防止或减小巷道的变形。锚杆的预紧力和锚固体结构的稳定性在保持巷道围岩的整体性方面起着关键作用，而数值模拟则为优化支护设计提供了理论支持。 这项研究对于理解孤岛工作面巷道的变形规律，以及制定有效的支护策略具有重要意义。通过深入研究地质条件、应力分布和支护材料的性能，可以更好地保障煤炭开采的安全性和经济效益。在实际操作中，矿井管理者和技术人员应结合现场具体条件，灵活运用这些理论成果，以实现巷道的长期稳定和矿山的高效运行。