大兴煤矿2-3煤上行开采数值模拟与安全性分析

"大兴煤矿北一东采区2-3煤上行开采数值模拟 (2014年)，自然科学论文，作者白国良，基金项目为'十二五'国家科技支撑计划重点基金资助" 本文是中国煤炭科工集团唐山研究院有限公司的白国良博士针对大兴煤矿北一东2-3煤层上行开采进行的一项研究。在2014年发布的这篇论文中，白国良使用了FLAC3D计算程序进行数值模拟，以探讨在2-3煤层上行开采过程中煤层及其顶底板的塑性破坏、下沉以及应力变化规律。 研究发现，4-2煤层对2-3煤层上行开采的影响最为显著。为了缓解2-3煤层的不均匀变形和应力集中问题，采取了下部4-2与7-2煤层工作面的交错布置策略以及工作面跳采的方式。这些措施成功地改善了煤层的变形状况，使得2-3煤层在下部两煤层开采后仍然保持连续，避免了断失或台阶状下沉的现象。因此，研究认为2-3煤层的上行开采是可行的，并且符合安全开采的要求。 上行开采是一种开采技术，通常用于多煤层的矿井中，其中较浅的煤层先开采，然后逐渐转向较深的煤层。这种开采方式有助于减轻上覆岩层的压力，减少地面沉降，同时通过合理的工作面布置和开采顺序，可以控制煤层间的相互影响，防止煤层过度变形和应力集中。 FLAC3D（Fast Lagrangian Analysis of Continua in 3 Dimensions）是一种强大的土木工程和地质力学的数值模拟软件，适用于模拟岩土体的非线性动力学行为，包括应力应变、流体流动和热传输等问题。在本研究中，FLAC3D被用来模拟2-3煤层上行开采的复杂力学过程，为优化开采方案提供了科学依据。 关键词涵盖了上行开采、FLAC3D数值模拟、塑性破坏、应力、变形、跳采和内错布置，这些都是该研究的核心内容。这些关键词揭示了研究的重点在于利用现代技术解决实际采矿工程中的地质力学问题，以实现安全、高效和可持续的煤炭开采。 这篇论文对大兴煤矿的2-3煤层上行开采进行了深入的数值模拟研究，通过FLAC3D软件分析了煤层的力学特性，提出并验证了有效的开采策略，对于同类矿井的开采规划具有重要的参考价值。