FLAC3D模拟预测煤巷卸压带宽度研究

"基于摩尔-库伦定则的卸压带范围预测" 本文主要探讨了煤矿巷道煤帮卸压带宽度的预测方法，特别是在27021回风巷的实际情况中，如何通过理论分析和数值模拟来确定卸压带的范围。卸压带的形成是由于巷道掘进过程中煤体应力重新分布导致的，当应力超过煤体的极限强度时，煤体产生屈服变形，进而形成卸压区。这一过程伴随着煤层应力的降低和岩体裂隙的增多，使得岩体强度显著下降。 在理论分析方面，文章基于巷道空间的复杂性和围岩的非均质性，提出了三个假设：简单圆形巷道、围岩为连续弹性体且忽略强度、以及围岩应力由远距离的均布载荷产生。运用广义弹塑性理论，建立了一个轴对称应变模型，用于描述巷道开挖后的应力分布情况。在此基础上，作者应用了摩尔-库伦破坏准则，这是一种常用于岩石力学中的破坏模型，用来估算材料在承受不同应力状态下的破坏可能性。 在实际操作中，研究人员利用FLAC3D软件进行数值模拟，模拟了卸压带随巷道开挖深度的变化，揭示了掘进过程中煤帮的变形机理，从而推导出巷道两帮变形影响范围的时间演变规律。为了验证数值模拟结果的准确性，通过现场实测钻孔每米的钻屑量，采用了钻屑法进行对比分析。研究表明，该巷道两帮的卸压带宽度为6米。 这一研究成果对于煤矿安全生产具有重要意义，尤其是在预防和控制瓦斯突出方面。因为钻孔瓦斯抽采的效果很大程度上取决于封孔的深度，而封孔深度的合理选择依赖于卸压带的准确预测。因此，精确确定卸压带范围能为矿井瓦斯抽采提供关键指导，有助于提高抽采效率，减少瓦斯事故的发生，保障煤矿作业人员的生命安全和矿井的稳定生产。