急倾斜煤层综采工作面顶板活动规律数值模拟分析

"急倾斜煤层综采工作面顶板活动规律的数值模拟研究" 这篇科研论文专注于探讨急倾斜煤层综采工作面的顶板活动规律。急倾斜煤层是指煤层倾角大于45度的煤层，其开采过程中面临的地质力学问题比平缓煤层更为复杂。在新强煤矿45051急倾斜综采工作面的实际背景下，研究人员运用了UDEC（Undeformed Continuum）数值模拟软件进行计算分析。 首先，研究发现急倾斜煤层工作面的覆岩破坏主要发生在采空区的中上部。这表明在开采过程中，这部分区域的岩石受到的应力变化较大，可能导致顶板的垮塌或下陷。上部顶板主要遭受拉伸破坏，这是由于开采造成的地下压力重新分布，顶部岩石承受的张力增加，从而易于产生裂缝并可能导致顶板的失稳。 其次，工作面的顶板活动程度与煤层的厚度、倾角和工作面长度有密切关系。煤层倾角越大，煤层越厚，以及工作面越长，顶板的活动会更加剧烈。其中，煤层倾角的影响尤为显著。这是因为陡峭的煤层倾角加剧了岩石的侧向剪切力，使得顶板更容易发生滑移和破坏。 此外，研究还揭示了采空区底鼓现象较为明显，即开采后地面的下沉和变形。这是由于煤炭开采导致的地下支撑结构消失，地层失去平衡而产生的自然反应。底鼓现象对矿井的安全性和稳定性构成威胁，需要采取有效的支护措施来防止或减小其影响。 这些研究结果对于理解急倾斜煤层开采过程中的地质力学行为具有重要意义，并为设计合理的支护方案提供了理论依据。通过优化开采参数和改进支护技术，可以提高急倾斜工作面围岩的稳定性，降低事故风险，保障矿工的安全，同时也有利于提高煤炭开采的经济效益。 关键词: 急倾斜煤层、数值模拟、顶板活动规律、综采工作面、煤层厚度 分类号: TD323（采矿工程）、TD325（矿山压力与岩层控制） 文献标识码: A 文章编号: 1671－0959(2013)09-0079-04 这项研究由国家自然科学基金项目资助，同时得到了江苏省研究生创新工程的支持，作者们分别来自中国矿业大学矿业工程学院、新疆地矿局第一地质大队以及山西兰花科技创业股份有限公司，他们在矿山压力与岩层控制领域进行了深入研究。