千米埋深煤层底板影响深度FLAC3D模拟研究

"本文主要探讨了基于FLAC3D软件进行千米埋深煤层底板影响深度的模拟研究，通过建立底板突水渗流-损伤耦合数值模型，分析了水压和开采步距对底板破坏深度的影响。研究表明，随着开采步距的增加，底板影响深度呈现规律性变化，对于范各庄12煤层，在20年的开采后，影响深度约为23米，与实际观测到的18米相近，为矿井的持续开采提供了科学指导。" 基于FLAC3D的千米埋深煤层底板影响深度模拟是一项重要的矿井水文地质研究，它涉及到煤炭资源的安全开采和环境影响评估。FLAC3D（Fast Lagrangian Analysis of Continua in Three Dimensions）是一款广泛应用的三维连续介质力学分析软件，尤其适用于地质工程中的流固耦合问题。在这个研究中，科研人员首先获取了力学参数，这些参数包括煤层及底板的物理性质、强度、渗透率等，这些都是构建底板突水渗流-损伤耦合模型的基础。 底板破坏深度是煤矿开采中一个关键的考量因素，因为它直接影响到地下水的运动、煤层开采的安全性和矿井的稳定性。模型通过模拟水压作用下的底板变形和破坏过程，揭示了水压大小对底板破坏深度的显著影响。较高的水压会加速底板的破坏，增大影响深度，从而可能引发底板突水事故。 同时，研究还关注了开采步距对底板破坏的影响。开采步距是指相邻开采面之间的距离，它反映了开采进度。结果表明，随着开采步距的增加，底板破坏范围逐渐扩大，影响深度也随之增大。这表明合理的开采步距控制是防止底板过度破坏和控制水害的关键。 以范各庄12煤层为例，研究预测的底板影响深度为23米，与实际观察到的18米深度相吻合，这证明了该模型的可靠性和实用性。这一研究成果不仅为范各庄矿的后续开采提供了科学依据，也为其他类似条件的矿井提供了参考，有助于制定更安全、更经济的开采策略。 总结来说，这项研究通过FLAC3D软件深入研究了千米埋深煤层底板的破坏特性，揭示了水压和开采步距对底板破坏的影响规律，对于矿井水文地质条件复杂、深度较大的矿区具有重要的理论和实践意义。通过优化开采工艺，可以有效地减少底板破坏，预防水害，确保煤炭资源的可持续开发。