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沿空巷道变形破坏规律与煤柱留设宽度研究
沿空巷道变形破坏规律与煤柱留设宽度研究
摘要
随着煤矿开采技术的不断发展，沿空巷道的采矿方式被广泛应用于煤矿生产中。然而，沿空巷道的变形破坏规律与煤柱留设宽度之间的关系研究还相对较少。本文通过实验模拟和数值模拟的方法，研究了不同煤柱留设宽度下沿空巷道的变形破坏规律，通过实验和数值模拟结果分析，提出了一种合理的煤柱留设宽度范围，以确保矿山工作面的安全和高效开采。
1.引言
煤矿开采中，沿空巷道是一种常用的采矿方式。其优势是能够最大限度地提高煤矿的采煤效率，但也伴随着一定的安全风险。沿空巷道的变形破坏规律与煤柱留设宽度之间的关系是煤矿安全和高效开采的关键问题之一。
2.方法
为研究沿空巷道的变形破坏规律与煤柱留设宽度之间的关系，本文采用实验模拟和数值模拟相结合的方法进行研究。
2.1实验模拟
首先，选择适当的实验材料进行模拟实验。在实验室条件下，搭建模拟煤矿巷道模型，并进行载荷试验。
在实验过程中，通过监测和记录巷道模型的位移、应力等参数，分析模型的变形破坏规律。同时，通过改变煤柱留设宽度，观察其对模型变形破坏的影响。
2.2数值模拟
基于实验模拟的结果，使用有限元软件进行数值模拟。通过建立巷道模型的数值模型，采用合适的本构模型和边界条件，模拟沿空巷道的变形破坏过程。
通过数值模拟，可以更全面地了解沿空巷道的变形破坏规律，并得到不同煤柱留设宽度下的模型响应。
3.结果
通过实验和数值模拟，得到了沿空巷道的变形破坏规律与煤柱留设宽度之间的关系。
实验结果表明，沿空巷道的变形破坏程度与煤柱留设宽度呈正相关关系。当煤柱留设宽度较小时，巷道模型的变形破坏较为明显；当煤柱留设宽度适中时，巷道模型的变形破坏程度较小；当煤柱留设宽度过大时，巷道模型的变形破坏程度难以控制。
数值模拟结果进一步验证了实验结果，并提供了更详细的巷道变形破坏规律与煤柱留设宽度之间的关系。
4.讨论与建议
通过研究发现，合理的煤柱留设宽度对保证沿空巷道的安全和高效开采起到至关重要的作用。
建议在实际生产中，根据煤层的地质条件、巷道的尺寸以及其所处的深度等因素，选择合适的煤柱留设宽度。同时，定期进行巷道变形破坏监测，根据实时数据对煤柱留设宽度进行调整。
此外，还建议在进一步研究的基础上，开发适用于沿空巷道变形破坏规律的数值模型，并结合实际工程进行验证。
5.结论
本文通过实验模拟和数值模拟的方法研究了沿空巷道的变形破坏规律与煤柱留设宽度之间的关系。通过实验和数值模拟结果分析，得出了合理的煤柱留设宽度范围，以确保矿山工作面的安全和高效开采。
关键词：沿空巷道，变形破坏规律，煤柱留设宽度，矿山开采