煤层倾角对底板采动破坏影响的数值模拟研究

该研究基于山西龙矿盘道煤业有限公司2#煤层的工作面条件，利用FLAC3D数值仿真软件，通过调整煤层倾角来模拟底板采动破坏，探究不同地质环境下底板破坏深度的变化规律，并结合理论计算进行突水性预测。 在煤炭开采中，煤层倾角是影响底板破坏程度的重要因素之一。本研究通过数值模拟揭示了煤层倾角对底板采动破坏深度的影响趋势。随着煤层倾角的增加，底板的最大采动破坏深度起初会增大，随后则逐渐减小。在煤层倾角为30°时，底板塑性破坏区域的深度达到最大值，这意味着在这一角度下，底板受到的破坏最为严重，对工作面的稳定性构成较大威胁。 FLAC3D是一种广泛应用于地质工程领域的流固耦合数值仿真工具，它可以模拟岩体在开采过程中的动态响应，包括应力、应变、位移和渗流等现象。在这项研究中，FLAC3D被用来模拟整个工作面开采过程，从而精确地分析底板的破坏状态。 为了进一步确保工作面的安全开采，研究人员将理论计算与数值模拟相结合，对煤层底板的突水性进行了预测。突水是指地下水突然涌入井巷或工作面，是煤矿安全生产的重大隐患。通过预测底板的突水性，可以提前采取预防措施，避免因底板破坏导致的水源涌出，保障矿工的生命安全和生产活动的顺利进行。 这项研究的结果为矿井设计和开采策略提供了理论依据，特别是在煤层倾角变化较大的情况下，如何合理控制开采过程中的底板破坏，防止或减轻底板突水事故，具有重要的实践指导意义。对于矿企来说，理解并应用这些研究成果，有助于提高矿产资源的开发利用效率，同时降低安全事故的风险，促进矿山的可持续发展。