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承压水上采煤的流固耦合数值模拟
承压水上采煤的流固耦合数值模拟
摘要：
随着矿井深度的增加和传统多层次开采方法的受限，水下采煤作为一种新兴的采煤技术，逐渐受到矿山工作者的关注。本论文通过数值模拟的方法，对承压水下采煤过程进行流固耦合分析。研究表明，承压水下采煤过程中，流固耦合效应显著，影响了采煤工况和采煤效率，且与采煤工作面倾斜角度、煤层厚度等参数密切相关。通过本研究，可以为承压水下采煤提供科学的指导和设计依据。
关键词：承压水下采煤；流固耦合；数值模拟；采煤效率
引言：
水下采煤作为一种新兴的采煤方法，以其对传统采矿方式的突破性改变而备受关注。对于深层煤矿开采和煤炭资源的高效利用具有重要意义。然而，水下采煤面临的困难和挑战也不容忽视。其中，水压力对于采煤过程的影响是一个重要因素。水压力会导致煤层结构的破坏和塌陷，从而影响采煤效率和矿井安全。因此，研究承压水下采煤过程的流固耦合效应，对于改善采煤工况和提高采煤效率具有重要意义。
方法：
本研究采用数值模拟的方式，通过建立数学模型和力学模型，对于承压水下采煤的流固耦合效应进行分析。首先，根据实际情况确定采煤工作面的几何参数和物理性质，并进行数学建模。然后，基于工况假设和数学模型，建立力学模型，考虑水压力对于煤层和支护结构的作用。接下来，基于有限元方法，建立数值模型，并进行离散化处理。最后，通过数值计算和模拟，得到承压水下采煤过程中的流固耦合效应。
结果与讨论：
本研究通过数值模拟得到了承压水下采煤过程中的流固耦合效应。结果表明，在水压力的作用下，煤层和支护结构会发生变形和塑性变化。采煤工作面的倾斜角度和煤层厚度对于流固耦合效应具有显著影响。当倾斜角度较大或煤层厚度较薄时，流固耦合效应更加显著，采煤效率较高。此外，水压力的大小和采煤速度也会影响流固耦合效应，进一步影响采煤效率。
结论：
本研究通过数值模拟的方法，对于承压水下采煤过程进行了流固耦合分析。研究表明，流固耦合效应对于采煤工况和采煤效率具有显著影响。采煤工作面的倾斜角度和煤层厚度是影响流固耦合效应的关键因素。本研究的结果可以为承压水下采煤提供科学的指导和设计依据，进一步提高采煤效率和矿井安全性。
参考文献：
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2.王六，赵七.承压水下采煤工作面的数值模拟与分析[J].煤矿安全与环境保护，20xx，xx(x)：xx-xx.
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