断层煤层顶板开采的数值模拟：关键影响因素与应力分布

本文主要探讨了含断层煤层顶板在矿井开采过程中的采动效应，这是煤炭工程技术领域的重要研究课题。作者颜恭彬来自中煤科工集团重庆研究院有限公司，通过对断层产状要素——倾角、断距以及断层带宽度这三个关键因素的深入分析，采用正交试验法构建了九种不同的岩体力学模型。正交试验是一种系统性设计方法，旨在有效地探索各个因素之间的交互作用，以优化模型参数。 在FLAC3D这一先进的数值模拟软件的帮助下，研究人员成功地再现了含断层煤层开采过程中顶板岩层的变形、破坏及其应力分布全过程。模拟结果显示，断层带宽度对开采过程中的冒落带影响最为显著，即当断层带越宽，煤层顶板的稳定性可能会受到更大的冲击，可能导致更频繁的顶板垮塌。另一方面，倾角对导水裂缝带的影响也尤为重要，倾斜的断层可能更容易形成导水裂缝，引发水源的渗漏问题，这对矿井安全和环境保护具有重大影响。 此外，文中提到的关键词“煤层顶板”、“断层”、“采动效应”和“正交试验”进一步强调了研究的核心内容。煤层顶板是煤矿开采的关键区域，而断层的存在会增加其复杂性和风险。采动效应是指由于采矿活动引起的地表或地下结构的动态变化。正交试验则提供了一种科学的方法来评估和优化这些因素对整体开采性能的影响。 这篇文章为理解和控制含断层煤层开采过程中的顶板行为提供了宝贵的理论依据和技术指导，对于提升煤炭开采的经济效益和安全性具有重要的实践价值。通过数值模拟技术，研究人员能够预测和减缓潜在的风险，从而确保煤炭行业的可持续发展。