特厚煤层沿空掘巷煤柱稳定性数值模拟研究

"特厚煤层沿空掘巷煤柱留设数值模拟——通过FLAC3D软件对特厚煤层的煤柱宽度进行研究，分析了放顶煤开采的采场应力分布，揭示了煤柱稳定性与巷道维护、回采率的关系。" 特厚煤层沿空掘巷煤柱留设是煤炭开采中的一个重要环节，它涉及到矿井的安全、生产效率和资源利用率。煤柱留设宽度的选择直接影响到巷道的稳定性、顶底板的保护以及回采过程中的经济效益。本文以西部某煤矿为例，利用FLAC3D这一先进的有限元软件进行数值模拟，深入探讨了特厚煤层综合放顶煤开采中煤柱宽度对围岩应力场的影响。 研究发现，上区段运输巷外侧存在明显的应力集中现象，垂直应力的最大值可高达23.98 MPa。这种应力集中主要发生在煤壁内13至30米的范围内，这对巷道的安全性和稳定性构成挑战。过大的应力可能导致巷道变形、垮塌，增加维护成本，甚至引发矿山事故。 通过对不同煤柱宽度的模拟，作者指出当煤柱宽度介于20至24米之间时，煤柱承受的应力峰值相对较小，同时顶底板及两帮的位移量也较小。这样的煤柱设置有利于保持巷道的稳定性，降低巷道维护的难度，同时也有助于提高煤炭的回采率。回采率的提高意味着更多的煤炭资源得到有效利用，从而提升煤矿的经济效益。 煤柱宽度选择的优化是煤矿开采技术中的关键技术问题之一。通过数值模拟，可以更精确地预测和控制煤层开采过程中的应力分布，指导合理的煤柱设计，避免因不合理留设煤柱而导致的地质灾害。同时，这种精细化的模拟方法也为制定科学的采矿策略提供了依据，有助于实现安全生产和可持续发展。 本文的研究强调了特厚煤层开采中煤柱宽度对矿井安全、巷道维护和资源回收率的重要影响，并通过FLAC3D数值模拟提供了科学的决策依据。对于类似的特厚煤层开采项目，该研究提供了一种有效的分析方法，有助于改善和优化开采工艺，提高整体的煤炭开采效率。