深部煤柱蠕变支撑效应的LS-DYNA数值模拟研究

"深部条带煤柱蠕变支撑效应研究" 本文主要探讨了深部条带煤柱的蠕变支撑效应，由陈绍杰、郭惟嘉等人进行研究，并基于岱庄煤矿3上煤的蠕变试验数据进行深入分析。蠕变试验是理解煤体在长时间受力下变形特性的关键手段，对于深部采矿工程的安全性和稳定性具有重要意义。在此次研究中，研究人员发现煤岩的环向起始蠕变应力为3.061MPa，远低于轴向的7.020MPa，这揭示了煤体在不同方向上的蠕变特性差异。 蠕变强度是指煤体在持续压力下开始显著变形的压力值，而蠕变系数则是衡量材料随时间变形速度的参数。在本次试验中，蠕变强度为9.327MPa，蠕变系数为0.647，这些数据为理解深部煤柱的长期稳定性提供了依据。通过结合蠕变试验结果，研究团队运用LS-DYNA这一强大的数值仿真工具，模拟了深部条带煤柱的蠕变行为，验证了LS-DYNA在模拟煤柱蠕变支撑效应上的适用性。 数值模拟结果显示，条带煤柱表现出明显的流变性，即随着时间推移，煤柱形状会持续变化。当工作面开采后，煤柱的状态将继续演变。值得注意的是，在上覆岩层的压力作用下，煤柱的变形在15至16个月后趋于稳定，这意味着经过一段时间后，煤柱能够提供长期的支撑作用，保证矿井的结构安全。 关键词包括蠕变试验、深部煤柱、LS-DYNA、数值模拟和蠕变支撑效应，这些关键词突出了研究的核心内容和技术手段。蠕变试验是获取煤体蠕变特性的基础，深部煤柱的研究则关注了矿井深层开采的现实问题，LS-DYNA作为强大的数值分析工具，有助于精确预测和理解煤柱的动态响应，而蠕变支撑效应则是研究煤柱在长期受压下维持结构稳定性的关键概念。 这项研究不仅为深部采矿工程提供了理论依据，也为优化矿井设计、提高煤炭开采的安全性和经济性提供了科学支持。未来的研究可能进一步探索不同地质条件、煤质和开采方式对煤柱蠕变特性的影响，以期为煤矿开采实践提供更为全面的指导。