UDEC模拟下的保护层开采裂隙演化与瓦斯渗流规律研究

本文主要探讨了在UDEC（Unified Discrete Element Method, 统一离散元法）数值模拟软件的支持下，对中远距离下保护层开采的裂隙演化和瓦斯渗流规律进行深入研究。研究者选择了郭庄矿作为实验对象，通过离散元模型来模拟保护层开采后上覆岩层裂隙的发展动态和程度，以及被保护层瓦斯压力和流量的响应变化。 UDEC是一种强大的数值工具，它能够精细地模拟岩石力学行为，包括裂缝的生成、扩展和交互作用。在这个研究中，通过模拟，研究人员揭示了保护层开采对地下结构的影响，尤其是在深部矿井开采中，这种影响对于防止瓦斯突出和保障矿工安全至关重要。 模拟结果显示，随着保护层的开采，上覆岩层的裂隙显著发育，导致瓦斯压力下降了0.5兆帕，这是一个关键的发现，因为它直接关系到矿井的瓦斯控制和管理。同时，瓦斯含量也大幅度降低，从每吨煤减少到5.25立方米，这有助于减少潜在的瓦斯爆炸风险。此外，透气性系数的急剧增加，原为原来的几百倍，意味着气体流动的阻力大幅减小，这对通风设计和优化具有重要意义。 为了确保这些理论预测的有效性，研究者还进行了现场验证。实证数据与模拟结果高度一致，证实了UDEC数值模拟方法在预测保护层开采影响方面的准确性。这对于制定合理的开采策略和瓦斯管理措施具有重要的指导意义，特别是在资源开采和环境保护双重压力下的煤炭行业。 这篇研究利用UDEC技术深入解析了中远距离下保护层开采的裂隙演化与瓦斯渗流规律，为煤矿开采中的安全管理和环境保护提供了科学依据。该成果不仅推动了煤炭行业的科技进步，也为其他类似地质条件下的地下工程提供了宝贵的参考。