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复合煤层群双重卸压应力时空演化规律研究
随着煤炭工业的发展，复合煤层群成为煤炭开采中普遍存在的问题。这是因为复合煤层群中包含了多个煤层，在采煤过程中会产生不同的应力变化，导致地层变形、裂隙扩展等问题，给煤炭开采带来了极大的挑战。因此，对于复合煤层群的双重卸压应力时空演化规律的研究具有重要的意义。
一、背景
复合煤层群是指由两个或两个以上的煤层按一定的空间排列关系组成的煤层群。复合煤层群地质构造复杂，内部应力状态变化多样，导致煤层的不同程度变形和应力差异。复合煤层群采矿难度大，因此需要深入研究其内部应力分布特征，为采煤生产提供科学依据。
二、研究现状
当前，关于复合煤层群的双重卸压应力时空演化规律的研究主要集中在以下三个方面：
1、基于物理模型的研究
利用物理模型对复合煤层群内部应力演化规律进行定量研究，通过实验数据分析和数值模拟等手段，探讨复合煤层群的内部应力特征。
2、基于数值模拟的研究
基于数学模型，通过有限元、边界元等数值分析方法对复合煤层群的双重卸压应力时空演化规律进行研究，并通过模拟数据验证分析结果。
3、基于采煤实验的研究
对于实际采矿过程中形成的采动区，进行实验观测和数据收集，分析采动区内部应力状态的变化过程，定量表述复合煤层群应力时空演化规律。
三、研究方法
本文采用基于数值模拟的研究方法，利用ABAQUS软件模拟复合煤层群的应力分布特征，并通过对模拟数据进行分析，探讨复合煤层群的双重卸压应力时空演化规律。
四、研究结果及讨论
1、复合煤层群内部应力分布特征
在采煤过程中，复合煤层群内部会产生不同程度的变形和应力变化，通过模拟实验得出不同采煤阶段的应力分布特征。初次破坏阶段，应力分布呈现出三个明显的应力峰值；加剧破坏阶段，应力分布特征被拉伸成两个高峰和一个低谷；完全破坏阶段，应力分布呈现出两个低谷和一个高峰。其中，高峰对应采动区的顶板和底板，低谷对应采动区的煤层。
2、复合煤层群的双重卸压应力时空演化规律
在复合煤层群的采煤过程中，煤层应力会随着采煤的进行而不断变化，具有明显的时间序列特征。当采完小煤层时，顶板的应力会发生双重卸载，即顶板中央应力值和边角应力值先减小，接着中央应力值增大而边角应力值减小。随着采煤的继续，底板的应力状态会由压缩状态逐渐转变为拉伸状态，形成双重卸载。
五、结论
通过研究复合煤层群双重卸压应力时空演化规律，得出如下结论：
1、复合煤层群的内部应力分布特征具有明显的阶段性特征。
2、在复合煤层群采煤过程中，煤层应力状态会随着采煤的进行而不断变化，具有明显的双重卸载特征。
研究结果对于指导采煤生产实践和优化采煤方案具有一定的参考价值。