大断面回采巷道支护优化研究：经济效益与安全性提升

"大断面回采巷道支护研究是针对煤矿开采中面临的大面积巷道支护问题进行的深入探讨。曹学军在同煤集团忻州窑矿的实践中，针对支护成本高、效率低、手段单一的现状，提出了支护优化方案。他运用巷道加固拱理论来确定优化参数，并通过FLAC3D数值模拟技术进行了实际工况的技术验证，确保了优化方案的有效性。" 大断面巷道支护是煤炭开采中的重要环节，尤其在现代化矿山中，随着开采深度的增加和开采规模的扩大，大断面巷道的建设与维护面临着严峻挑战。传统的支护方式往往存在成本高昂、效率低下以及应对复杂地质条件能力不足等问题。因此，对大断面巷道支护形式的优化显得尤为迫切。 曹学军的研究中，他采用了巷道加固拱理论作为基础，这是一种考虑巷道与围岩相互作用的理论，旨在通过合理的设计增强巷道的稳定性，同时减轻对围岩的破坏。通过这一理论，可以精确计算出最优的支护参数，如支护材料的选择、支护结构的设计以及支护强度等，以达到最佳的支护效果。 FLAC3D是一种广泛应用的三维离散元数值模拟软件，它能模拟地下工程中的应力、应变及流体流动等问题。在本研究中，曹学军利用FLAC3D对优化后的支护参数进行了实际工况的模拟验证，这一步骤对于确保支护方案在实际应用中的安全性和有效性至关重要。通过数值模拟，可以预测巷道在不同工况下的稳定性，提前发现潜在的危险因素，从而对支护方案进行微调。 研究结果显示，优化后的支护方案不仅提高了巷道的稳定性，增强了回采巷道围岩的强度，还有效地降低了矿山的投入成本。同时，由于改善了支护效率和安全性，作业人员的工作环境得到显著改善，安全系数大幅提升，从而带来了显著的经济效益。 总结来说，大断面回采巷道支护研究的核心在于通过理论分析和数值模拟相结合的方式，实现巷道支护的科学化和精细化，以达到降低成本、提高效率和保障安全的目标。这一研究对于推动煤炭行业的科技进步和安全生产具有重要意义，为类似矿山提供了有价值的参考和借鉴。