复杂环境大采高工作面‘R-S-P’系统稳定性数值分析

"复杂围岩环境大采高工作面“R-S-P”系统稳定性研究" 本文主要探讨了在复杂围岩环境中进行大采高工作面的稳定性问题，特别关注了“R-S-P”系统，即“顶板覆岩—支护—煤柱”系统的稳定性。以羊场湾煤矿的大倾角、大采高工作面为具体研究案例，该工作面的开采高度达到了6.2米。研究中，作者辛建帝和姜华利用FLAC3D数值模拟软件来模拟分析开采扰动后的工作面应力场分布、上下端头的应力演化规律，以及上-下运巷顶板覆岩和煤柱的应力特征和变形情况。 通过数值模拟，研究发现随着开采的进行，顶板覆岩开始冒落，导致“R-S-P”系统的主要力学参数发生改变。这一变化引发了系统内部的应力重新分布，形成了各自独特的应力特征。具体来说，工作面和煤柱的超前应力峰值区域以及应力降低区的范围存在差异，这表明不同部分的稳定性响应不一致。 大采高工作面对围岩环境的影响显著，尤其是在复杂围岩条件下，顶板覆岩的垮落会直接影响到支护结构的稳定性和煤柱的承压能力。煤柱的宏观变形特征也是研究的重要方面，因为它关系到巷道的维护和矿井的安全。在大倾角的工作面，这种影响更为突出，因为重力分量会加剧顶板的压力分布和煤柱的变形。 此外，文章还强调了数值模拟在理解大采高工作面动态稳定性的关键作用。FLAC3D软件作为一种强大的数值工具，能够准确地模拟地质环境中的物理过程，帮助研究人员预测和评估开采过程中可能出现的问题，从而为采矿工程提供科学的决策依据。 总结而言，此研究揭示了复杂围岩环境中大采高工作面的“R-S-P”系统稳定性问题，通过数值模拟方法提供了深入的分析，并强调了在大倾角条件下对工作面稳定性控制的重要性。这对于提升煤矿开采的安全性，减少事故风险，优化开采策略具有实际指导意义。同时，这也为未来类似条件下的矿井开采工程提供了理论参考和技术支持。