神东矿区短壁开采覆岩结构对上覆岩层运动影响的数值模拟研究

本文主要探讨了不同覆岩结构对短壁开采上覆岩层运动和破坏的关键影响，针对神东矿区的实际开采情况，利用RFPA 2D这种先进的数值模拟工具进行了深入研究。RFPA 2D是一种非均匀性模拟非线性和连续介质力学问题的软件，特别适用于分析材料破裂过程中的复杂力学行为，考虑了材料性质的非均性，能够精确模拟开采过程中岩层的动态变化，如弯曲、破断和垮落。 短壁采煤因其巷道布置简洁、产量高和成本效益显著而在神东矿区得到广泛应用。然而，这种方法也带来了一系列挑战，如资源回收率低、生产成本增加（包括掘进和材料费用）、顶板事故风险、通风管理及煤自燃等问题，其中顶板安全是首要关注的问题。通过数值模拟，本文试图揭示不同覆岩结构对顶板压力显现、岩层运动规律的影响，以便为优化短壁连采工作面的矿压控制策略提供科学依据，从而提升安全生产水平，降低事故风险。 作者首先介绍了所使用的RFPA 2D软件的优势，它能模拟出开采过程中复杂而动态的地质力学行为，适应不断变化的工作面条件。通过对神东矿区不同覆岩结构的模拟，研究人员能够细致地分析和比较不同岩层性质和组合对上覆岩层破坏程度和运动轨迹的影响，这对于理解和预测可能的岩层垮落和顶板灾害至关重要。 研究结果将有助于改进短壁开采的设计和实施，比如优化巷道支撑结构、制定合理的开采顺序、提前预警潜在的危险区域，以及采取预防措施以确保工作人员的安全。这项研究对于提升短壁开采的经济效益和安全性具有重要的理论和实践价值。