近水平煤层综放开采导水裂隙带高度的数值模拟研究

"该研究主要探讨了近水平煤层综放开采过程中导水裂隙带高度的影响因素及其计算方法。作者通过理论分析、离散元数值模拟和现场观测相结合的方式，对同忻矿8100工作面进行了深入研究。" 在煤炭开采中，尤其是近水平煤层的综放开采，导水裂隙带的高度是一个至关重要的问题，因为它直接影响到矿井的防水安全。导水裂隙带是指开采过程中因顶板岩层移动产生的裂缝区域，这些裂缝可能导致地下水涌入工作面，威胁生产安全。本文作者张世青等人通过对材料力学中导水裂隙形成机制的研究，揭示了岩层下沉量的协调性和岩层跨距是决定裂隙通道形成的关键因素。 在理论计算方面，传统上用于分层开采的导水裂隙带经验公式在综放开采情景下并不适用。这主要是因为综放开采涉及更复杂的力学环境，包括大规模的整体移动和岩层结构的改变。因此，作者采用离散元数值模拟软件UDEC（Universal Distinct Element Code）进行模拟，这是一种能够准确反映岩体破裂和变形过程的工具，对于计算综放开采导水裂隙带的高度更为有效。 通过对比理论计算、UDEC数值模拟和现场观测的结果，研究发现，岩层的下沉量一致性以及岩层间的跨度差异显著影响裂隙的形成和发展。这种影响不仅体现在裂隙的高度上，还涉及到裂隙的分布范围。此外，数值模拟在处理复杂地质条件和非线性动力学问题时的优势得到体现，为预测和控制导水裂隙带提供了新的方法和思路。 该研究的成果对于近水平煤层的安全开采具有指导意义，特别是在防止水害方面。通过优化开采方案，合理预测导水裂隙带的高度，可以有效防止地下水侵入，保障矿井的安全生产。同时，这一研究也对提升煤炭开采技术、减少环境风险和提高矿产资源的利用效率具有重要价值。 "近水平煤层综放开采导水裂隙带高度研究"这一工作揭示了影响导水裂隙带形成的关键因素，并提出了使用数值模拟技术进行精确计算的新方法。这一研究为今后类似条件下的煤炭开采提供了理论支持和技术参考，对于推动煤炭行业的科技进步和环境保护具有深远影响。