卧龙湖煤矿102工作面顶板采动效应的FLAC3D模拟与应用

卧龙湖煤矿102工作面顶板采动效应研究着重探讨了在煤炭开采过程中，由于工作面回采活动引发的上覆岩层运动对顶板岩体的影响。研究利用FLAC3D数值模拟软件，基于现场岩石力学测试数据，对102工作面在开采过程中的应力重分布、覆岩的变形和破坏特征进行了深入分析。 在开采初期，煤层和其周围的岩体处于原位应力平衡状态。然而，随着开采活动进行，形成采空区后，这种平衡被打破，原有的应力分布发生改变，形成了所谓的附加应力。这一过程导致工作面在推进时，垂直方向的应力和位移呈现出明显的增长趋势，特别是在采空区中部，岩体的位移主要沿垂直方向进行。 顶板事故在煤矿事故中占据重要地位，尤其是在回采工作面，占比高达75%～80%。研究强调了对顶板活动规律的深入理解以及有效监测的重要性，因为这关系到煤矿的安全高效开采。通过102工作面的具体案例，研究者指出，对于顶板事故的预防，不仅需要了解工作面的地质条件，如煤层倾角、结构复杂性等，还需要准确掌握顶板的应力状态变化，以便采取适当的支护措施和采区设计方案。 该研究的工作面102位于卧龙湖煤矿南一采区，具有特定的地理和地质特性，如单斜构造、煤层厚度变化和局部岩浆岩侵蚀的影响。研究团队利用FLAC3D这一强大的数值模拟工具，构建了详细的地质模型，包括煤层顶板的弱结构特征，如节理和裂隙网络。通过模拟计算，他们能够预测和评估工作面开采过程中可能出现的顶板动力学行为，为减少顶板事故的发生提供了科学依据和技术指导。 这项研究通过对卧龙湖煤矿102工作面的顶板采动效应进行深入分析，为改善顶板管理、优化工作面设计和提升煤矿开采安全性提供了实用的数据支持和理论指导。