405工作面垮落带高度精确测定：数值模拟与多方法验证

在矿井生产过程中，垮落带高度的精确测定至关重要，它直接影响着导水、导气、瓦斯抽采安全以及上行开采的有效性。本文以某矿4号层的405工作面为例，探讨了垮落带高度的确定方法。首先，作者选择了405工作面作为分析对象，因其具有代表性的特点：K49号钻孔提供的数据详实，埋藏深度大意味着垮落带高度可能较高；工作面位于采区中部，结果具有广泛性。 405工作面的参数包括长度和高度，采用爆破落矿、滑移支架维护顶板、刮板输送机运输，循环进尺为0.8米，采空区顶板管理采用自由垮落法。这些细节对于模拟分析至关重要。 接下来，作者建立了数值计算模型，特别关注模型尺寸的设定。模型长度为100米，宽度为58米，确保既涵盖了煤层结构，又考虑到垮落带高度的稳定性。在单元尺寸的选择上，为了保证模拟精度，作者在垮落带顶部边界附近采用了较小的单元尺寸，尽管这会增加运算时间和数据处理的复杂性。 数值模拟过程中，作者运用了三种分析方法：直观分析、位移量分析和应力分析。直观分析提供对整体情况的初步理解，位移量分析关注的是岩石在垮落过程中的移动，而应力分析则深入探讨了内部应力的作用。通过对比这三种分析结果，作者得出了垮落带高度为7.5米的结论。 总结来说，本文通过对405工作面的详细分析和数值模拟，结合不同分析方法的验证，成功地确定了4号层开采后垮落带的高度，这对于矿井的安全管理和优化开采策略具有重要意义。同时，这也展示了在现代矿井工程中，数值模拟技术在解决实际问题中的应用价值。