急斜厚煤层综放面应力分布与预裂爆破影响分析

"急斜厚煤层综放面应力分布与演化规律 (2010年)" 本文主要探讨了急斜厚煤层综合机械化放顶煤过程中应力分布与演化规律，这是确保安全开采的重要因素。作者以新疆碱沟煤矿+564B3+6综放面为例，结合现场开采技术条件和危险源识别，通过建立三维有限差分数值模型（FLAC3D）进行数值模拟，研究了顶煤超前预裂对工作面支承压力的影响。 在分析中，作者发现顶煤预裂前后的支承压力分布存在显著差异。在预裂前，进一回风巷自底板起1.6米处的压力高于3.2米处，而在预裂后，这一情况发生了逆转，预裂使得支承压力分布发生变化。此外，进一回风巷的支承压力变化趋势呈现明显区别，这表明顶煤的预裂爆破对巷道压力环境产生了重要影响。 现场监测数据进一步证实了这些理论分析。数据显示，支承压力在距工作面0至10.0米的区域内变化剧烈，而在10.0至50.0米的范围内，煤体的支承压力趋于稳定。这些发现对于确定安全开采的范围和制定合理的支护策略具有重要参考价值。 急斜厚煤层的综放开采通常需要增大段高以提高产能，但这也增加了开采的复杂性。顶煤的可放性受其内在结构和开采扰动（Mining Disturbed, MD）共同影响。内因主要是顶煤内部的结构面、节理和裂隙，而外因则涉及开采活动导致的工作面应力重分布。顶煤弱化工艺如爆破预裂、水压致裂等旨在改善顶煤破碎性，以促进其释放。在碱沟煤矿的案例中，超前预裂被识别为解决急斜煤层综放开采安全问题的关键措施。 作者使用FLAC3D进行三维数值模拟，这是一种强大的连续介质动力学分析工具，能够模拟地质体在开采过程中的力学行为。通过模型，他们能够观察到预裂爆破如何改变支承压力分布，从而为实际工程提供科学依据。 该研究强调了在急斜厚煤层综放面进行安全开采时，理解并控制支承压力的重要性。通过对顶煤预裂的数值模拟和现场监测，作者揭示了支承压力的动态变化规律，这对于优化开采工艺，防止事故发生，以及保障矿工的生命安全具有深远意义。