乌兰煤矿双重保护层开采数值模拟与保护范围研究

"罗建军．双重保护层开采效果考察数值模拟研究［J］．矿业安全与环保，2015，42(6):10－13．文章编号:1008－4495(2015)06－0010－04" 本文详细探讨了双重保护层开采对上覆突出煤层保护效果的研究，主要通过数值模拟方法进行分析。作者罗建军在研究中聚焦于乌兰煤矿的具体情况，该矿面临着下伏7#、8#煤层开采对上方2#、3#突出煤层的影响问题。在解决这一难题时，研究者采用了有限差分法，这是一种广泛应用的数值计算方法，可以有效地模拟复杂地质结构中的应力和应变分布。 在具体操作中，研究人员利用FLAC3D软件，这是一款强大的三维离散元程序，能够精确模拟地壳中的力学行为。他们结合了保护层顶底板煤岩层的物理力学参数，如弹性模量、泊松比和抗压强度等，以及地质特征，如煤层厚度、岩层结构和地质构造等，来构建模型。通过对7#、8#煤层先行开采后的模拟，研究人员得以观察到2#、3#煤层的变形场变化，从而得到被保护层顶底板的位移量。 研究的关键在于确定煤层的最大膨胀变形量大于煤层厚度3‰的临界点，这是评估保护效果的重要指标。通过这一计算，可以确定2#和3#煤层在开采后受到保护的程度，以及沿倾向和走向的保护范围。结果表明，7#、8#煤层的双重保护层开采使得2#煤层沿倾向的卸压角为78°和57°，而3#煤层分别为80°和77°；沿走向的卸压角分别为52°和61°。 这些数据对于乌兰煤矿的下保护层开采效果考察和2#、3#煤层的安全开采具有深远的理论指导意义。矿井可以根据这些数值来优化开采策略，降低突出煤层的开采风险，确保采矿作业的安全性和经济效益。同时，该研究也对同类矿山的保护层开采技术提供了参考，对于提高整个煤炭行业的安全生产水平具有积极的推动作用。 关键词:突出煤层;保护层开采;数值模拟;保护范围 中图分类号:TD713+．31 文献标志码:A 网络出版时间:2015－12－0111:42 网络出版地址:http://www．cnki．net/kcms/detail/50．1062．TD．20151201．1142．006．html 此研究成果不仅在学术层面具有重要意义，还为实际煤矿的开采规划提供了实证依据，有助于进一步提升我国煤矿的开采技术水平和安全管理水平。