急倾斜煤层顶煤弱化后流动规律的PFC数值模拟

本文主要探讨了"急倾斜综放破碎顶煤流动规律数值模拟"这一主题，针对苇湖梁煤矿特有的急倾斜特厚煤层开采问题。在该矿，由于综放开采工作面长度较短，提升水平分段高度可以提升生产效率，但同时存在顶煤放出率低的问题。为解决这一问题，研究者提出采用超前注水预裂爆破技术来弱化高阶段顶煤，使得破碎后的顶煤表现出散体介质特性。 在实际操作中，顶煤会在覆岩压力、重力、支架-顶煤效应以及注水-预裂爆破等多种因素的作用下破碎，并且这个过程促进了煤体内有害气体的释放和迁移，显示出非连续介质的运动特性。作者利用颗粒流计算程序PFC（Particle Flow Code），这是一种专门用于模拟颗粒介质运动规律的强大工具，尤其是适用于大倾角煤层的综放开采和崩落开采。 通过对现场地质环境和开采条件的深入分析，研究者将弱化后的顶煤视为非连续介质，并运用PFC进行数值模拟。通过对比分析急倾斜煤层高阶段顶煤在弱化前后随时间的演化规律，本文旨在为急倾斜煤层的安全开采提供理论依据。这种方法不仅可以预测可能的煤体流动和稳定性问题，还能帮助制定更有效的开采策略，减少安全事故的发生，确保矿井的经济效益和人员安全。 本文的研究对于优化急倾斜煤层的综放开采方法、防止顶板失稳和瓦斯积聚、提升开采效率具有重要意义，是煤炭工业中一项重要的理论和技术突破。