FLAC3D模拟优化孤岛工作面应力分布与支护方案

孤岛工作面是煤炭开采过程中常见的问题，它通常出现在跳采方式下，由于工作面间的间隙，导致工作面两侧暴露于采空区，引发应力集中，增加了冲击地压的风险。针对这一挑战，本文以正利煤业14-1102工作面为例，进行了一项深入的研究。 FLAC3D数值模拟是一种广泛应用的岩土力学数值模拟工具，它能模拟复杂的应力场和结构行为。作者利用该软件对孤岛工作面的应力分布进行了细致的模拟分析。研究发现，孤岛工作面形成后，采空区侧的应力分布显著增强，这是由于失去支撑的煤体对周围岩石产生的压缩效应。 通过模拟，研究人员探讨了留煤柱沿空留巷的策略，以保持巷道的稳定性。他们得出结论，最小的煤柱宽度应设置为7米，这个宽度对于防止巷道垮塌、确保安全回采至关重要。随着工作面的推进，超前支承压力的变化规律表现为先增加然后逐渐减小，这反映了支护体系对工作面动态应力响应的影响。 基于这些模拟结果，研究者对原有的支护方案进行了优化。通过工程试验监测，新的支护方案被证实提高了巷道的稳定性，满足了孤岛工作面的回采需求。这一研究不仅提供了实际操作中的指导，也为其他类似地质条件下孤岛工作面的应力管理提供了科学依据。 本文的研究强调了FLAC3D数值模拟在理解和处理孤岛工作面应力集中问题中的重要作用，以及通过工程试验验证理论研究成果的实际应用价值。这对于保障煤矿开采过程中的安全，提高生产效率具有重要意义。