深井巷道底鼓与支承压力分析：理论、模拟与实践

"该研究由谷拴成、王兴明等人完成，发表于《矿业安全与环保》期刊，探讨了深井回采巷道底鼓变形与支承压力的关系，以铜川玉华煤矿2407工作面回风巷道为例，结合理论分析、数值模拟和现场观测进行综合研究。通过建立底板力学模型，得出底鼓量的最大值表达式，并利用FLAC3D软件模拟不同煤柱宽度下的应力分布，发现煤柱宽度为25米时，对巷道底鼓的影响最小。现场观测证实，巷道两侧帮部的塑性区分布不对称，煤柱侧的塑性区范围更大。这些研究成果为类似地质条件下的巷道底鼓问题提供了分析依据。" 这篇论文深入探讨了深井回采巷道在开采过程中遇到的重要问题——底鼓变形及其与支承压力的关系。底鼓变形是由于巷道下方煤炭开采导致的压力释放和岩层移动，严重影响巷道的稳定性。研究团队选取铜川玉华煤矿2407工作面的回风巷道作为实际案例，采用多种方法综合分析。 首先，他们建立了巷道底板的等效载荷力学分析模型，通过对模型的理论分析，推导出了在支承压力作用下巷道底板可能达到的最大底鼓量的数学表达式。这一分析有助于理解支承压力如何影响底鼓变形的程度。 接着，研究者利用FLAC3D（快速连续介质动力学）数值模拟软件，模拟了不同煤柱宽度条件下的巷道内部垂直应力分布。煤柱是巷道两侧未被开采的煤炭部分，其宽度直接影响到巷道的稳定性和支承压力。结果显示，当煤柱宽度为25米时，巷道受到的支承压力影响最小，从而底鼓变形也相应减小。这一发现对于优化巷道设计和降低底鼓风险具有指导意义。 现场观测进一步验证了数值模拟的结论，即巷道两侧帮部的塑性区（岩石受压变形的区域）呈现不对称分布，煤柱侧的塑性区范围较煤壁侧更大。这种不对称性揭示了采动影响在不同方向上的差异，有助于改进巷道支护策略。 该研究提供了深井回采巷道底鼓变形与支承压力之间关系的科学依据，对预防和控制巷道底鼓问题，确保矿山安全开采具有重要价值。研究成果可为类似地质环境下的巷道设计、支护方案的优化以及矿井安全作业提供参考。