煤巷炮掘应力演化规律及动力响应的数值分析

"煤巷炮掘过程围岩应力场演化规律的数值研究" 本文主要探讨了煤巷掘进过程中爆破对围岩应力场的影响及其演化规律。在煤炭开采中，煤巷掘进通常采用炮掘方法，即通过爆破技术进行开采。然而，这种爆破行为会引发复杂的围岩应力变化，可能导致煤体不稳定，甚至触发动力灾害，如煤与瓦斯突出。 作者们基于煤矿现场的实际条件，将爆炸引起的冲击波简化为一脉冲分布载荷，并运用离散元数值模拟软件3DEC的动力学模块构建数值模型。3DEC是一款强大的地质力学分析工具，能够精确模拟地质结构中的动态过程。通过对模型进行数值模拟，他们分析了煤巷掘进工作面前方煤体的垂直应力和水平应力的变化情况。 研究结果显示，在爆破瞬间，工作面前方的煤体应力急剧上升。随着冲击波向前传播，应力会迅速衰减，但这个过程中的应力波动极其剧烈。这种应力的剧烈扰动被认为是造成煤体失稳和动力灾害的主要原因之一。由于煤层的脆弱性和地应力的重新分布，爆破可能导致煤体结构的破坏，从而增加了突出事故的风险。 煤与瓦斯突出是一种严重的煤矿安全事故，通常发生在煤层平巷中，且大多数与爆破作业有关。因此，理解爆破过程中煤岩体应力的演变规律对于预测和防止突出事故至关重要。通过深入研究，可以优化爆破参数，降低动力灾害的发生概率，提高煤矿开采的安全性。 此外，文中提到的计算模型基于特定矿井的13330机巷，考虑了煤层的埋深、厚度、倾角以及煤的坚固性系数等因素。这些参数的选择确保了模型的针对性和实用性，有助于将研究成果应用到实际的采矿工程中。 这项研究为理解和预防煤巷掘进中的动力灾害提供了重要的理论依据，对于改进煤矿安全管理和技术水平具有深远的指导意义。