ANSYS在巷道支护稳定性数值模拟中的应用研究

"基于ANSYS的支护巷道围岩稳定性数值模拟研究" 在煤炭开采过程中，巷道的稳定性是确保矿井安全运营的关键因素之一。由于煤矿巷道所处的地质环境复杂多变，传统的经验判断方法往往难以准确评估井巷围岩的稳定性。因此，借助先进的数值模拟技术，如ANSYS软件，成为了一种有效的分析手段。 ANSYS是一款广泛应用的有限元分析软件，能够对各种工程问题进行复杂的力学计算和模拟。在支护巷道围岩稳定性研究中，通过ANSYS可以实现对巷道结构和围岩的三维建模，精确模拟实际工况下的应力分布和变形情况。该研究由刘国兴和冯文丽进行，他们来自内蒙古自治区煤田地质局，探讨了如何利用ANSYS进行数值模拟以优化巷道支护设计。 在研究过程中，首先，研究人员会根据实际地质资料构建巷道及其周围岩石的模型，包括不同岩层的物理属性，如弹性模量、泊松比等。接着，他们会设定合适的边界条件，模拟开采过程中的荷载，如地压、采矿活动引起的应力变化等。然后，应用ANSYS进行数值求解，计算出支护后巷道及混凝土喷层的应力状态。 通过对比分析模拟结果，可以评估支护方案的有效性。如果模拟结果显示巷道围岩和混凝土喷层的应力分布均匀，变形在可接受范围内，那么可以认为支护措施合理，围岩稳定性良好。反之，如果存在应力集中或过大的变形，可能需要调整支护设计，如增加支护强度、改变支护形式或优化支护参数。 此外，数值模拟还可以帮助识别潜在的危险区域，如应力尖峰或可能的破裂面，为制定预防措施提供依据。通过反复迭代和优化，可以找到最佳的支护方案，提高巷道的长期稳定性，降低事故风险。 这篇研究强调了ANSYS在煤矿巷道支护设计中的重要作用，它能提供科学的分析工具，帮助工程师们更好地理解和预测巷道围岩的稳定性，从而保障矿井的安全运行。通过这种数值模拟方法，不仅能节省实地试验的成本，还能提高决策的准确性，对煤矿行业的安全生产具有重要意义。