钱营孜煤矿首采面应力分布与数值模拟分析

"这篇学术论文探讨了钱营孜煤矿3212综采工作面的应力分布特性，通过UDEC软件进行数值模拟，研究超前支承压力、塑性区、围岩位移以及煤层底板破坏规律。研究发现，工作面推进190米后，前方支承压力稳定，应力集中系数约2.4，超前影响范围约为35米，底板岩层破坏情况在多个开采周期内保持一致。这些发现为巷道超前支护和矿压控制提供了科学依据。" 文章详细介绍了钱营孜煤矿在首次开采过程中面临的地质力学问题。针对综采工作面的超前支承压力分布，科研人员利用UDEC（UnconstrainedDiscreteElementCode）软件进行了数值模拟分析。UDEC是一种广泛应用的离散元软件，能够模拟岩土体的非线性力学行为，对于理解采矿活动对地层的影响极其有用。 研究的核心在于理解工作面推进过程中的应力变化。结果显示，当工作面推进到190米时，前方的支承压力趋于稳定，这表明开采作业对周围岩层的压力影响达到一个相对恒定的状态。应力集中系数大约为2.4，意味着在开采区域附近存在明显的应力集中现象，这可能引发岩层的破坏和位移。 此外，模拟还揭示了塑性区的分布规律，即岩石在高应力作用下发生永久变形的区域。这种塑性变形对于判断巷道稳定性至关重要。同时，分析了围岩的位移模式，这些位移数据有助于预测巷道维护的需求和可能的结构破坏。 工作面推进对煤层底板的影响也得到了关注。研究指出，底板岩层的破坏程度和深度在多次开采周期内保持一致，这意味着在类似地质条件下，底板的破坏模式具有可预测性。这对制定有效的底板保护措施和预防底板突水等灾害具有重要意义。 现场矿山压力观测结果与数值模拟相吻合，证实了模拟方法的有效性和准确性。这些研究成果不仅为钱营孜煤矿的巷道超前支护提供了理论和技术支持，也为其他类似条件下的煤矿安全开采和支护设计提供了宝贵的参考经验。 关键词涉及的支承压力、数值模拟、应力分布、工作面尺寸、推进距离、开采参数、分布特征、UDEC软件、采动影响和超前影响范围，是该领域研究的关键要素，也是确保煤矿开采安全和效率的重要考虑因素。通过深入理解和应用这些概念，可以更有效地管理矿压，减少开采风险，保障矿工的生命安全和煤炭生产的安全高效。