断层孤岛工作面矿压模拟与防治：3DEC数值分析

"基于3DEC的断层孤岛工作面回采矿压显现规律的数值模拟与防治措施" 在煤矿开采过程中，随着开采深度增加，地质条件变得更为复杂，断层孤岛工作面的情况日益常见。这类工作面由于上覆岩层在相邻工作面的开采过程中已经发生显著移动，当其自身回采时，会遇到上、下两侧的采空区，导致顶板剧烈运动，引发应力集中。这种现象可能导致矿压显现，甚至触发冲击地压，对矿井安全构成严重威胁。 本文以某矿237工作面为例，该工作面位于300~350米的标高，开采深度560米，煤层平均厚度14米，倾角10.5°~11°，存在一个落差为2.0~3.5米的F1断层。研究中，利用3DEC（三维离散元程序）进行数值模拟，分析了工作面回采过程中的应力场分布和变化。结果显示，进、回风巷附近的煤柱和工作面前20米范围内的煤体承受较大应力，尤其是在接近断层时，高应力集中快速形成，这增加了冲击地压的风险。 针对这些发现，研究者提出了冲击地压的综合防治措施，包括优化开采顺序、强化支护设计、实施预卸压等方法。这些措施经过实际应用，证明能够有效减轻矿压显现，防止冲击地压的发生，确保了矿井的安全生产。通过3DEC的数值模拟，可以更准确地预测和控制断层孤岛工作面的矿压显现，为矿山的安全管理提供了科学依据和技术支持。 关键词: 断层；孤岛工作面；三维离散元程序；矿压显现；数值模拟；防治措施 文章强调了数值模拟在矿压控制中的关键作用，以及根据模拟结果制定针对性防治措施的必要性。3DEC作为强大的数值模拟工具，对于理解和应对复杂地质条件下矿井的安全问题具有重要意义。同时，提出的冲击地压防治策略在实践中得到验证，为类似地质条件下的煤矿开采提供了宝贵经验。