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曙光煤业大巷保安煤柱留设数值模拟研究
摘要：
为了研究煤矿大巷保安煤柱对矿井稳定性的影响，本文通过数值模拟方法，模拟了曙光煤业某矿井大巷区域保安煤柱的留设情况，并对煤柱留设对矿井稳定性的影响进行了分析。结果表明，保安煤柱的留设对煤矿大巷区域支护效果显著，可以有效降低煤柱应力和位移，提高矿井的稳定性和安全性。
关键词：保安煤柱；数值模拟；矿井稳定性；支护效果
一、引言
煤矿是我国的能源产业的主要组成部分，在煤矿开采过程中，煤柱作为矿井开采空间的支撑结构，其留设情况直接关系到矿井的稳定性和安全性。随着煤矿深度的增加和煤层厚度的变化，煤柱的留设问题越来越受到重视。
据统计，煤矿事故中高居前列的是煤柱失稳和垮塌事故。为了解决煤矿煤柱失稳和垮塌的问题，保安煤柱的留设已经成为一种常用的措施。保安煤柱是指煤矿在地质条件、采煤方式和支护形式等多种因素影响下，留设在采煤空间内以增加煤柱数量和缩小煤柱尺寸的方式，以增加煤柱的抗压能力和提高矿井的安全性。
为了研究保安煤柱的留设对矿井稳定性的影响，本文以曙光煤业某煤矿为例，采用数值模拟方法，模拟了煤矿大巷保安煤柱的留设情况，并对保安煤柱的留设对矿井稳定性的影响进行了分析。
二、数值模拟方法
本文采用了FLAC3D软件进行数值模拟。FLAC3D是一种基于有限元方法的三维数值模拟软件，能够模拟材料的弹塑性、非线性、各向异性和断裂等复杂的力学性质。对于煤矿围岩的模拟，FLAC3D软件具有高效、准确、可靠和方便使用等优点，被广泛应用于煤矿工程的设计和分析中。
在模拟中，本文采用了四节点单元和八节点单元分别对围岩和煤柱进行建模。对于煤柱的模拟，采用了弹塑性模型，设置了煤柱的强度和本构关系参数。同时，根据实际情况，设置了围岩和煤柱的初始状态和边界条件，并进行了模拟计算。
三、模拟分析结果
本文通过数值模拟的方法，模拟了曙光煤业某矿井大巷区域保安煤柱的留设情况，并对煤柱留设对矿井稳定性的影响进行了分析。模拟结果如下：
1.煤柱留设对煤矿大巷支护效果显著
通过模拟计算，发现在大巷支护过程中，保安煤柱的留设对煤矿大巷支护效果有明显的增强作用。煤柱的留设可以有效地降低煤柱应力和位移，提高煤矿的稳定性和安全性。
2.安全度高的保安煤柱留设方案
通过数值模拟的方法，分析了不同保安煤柱留设方案的稳定性和安全度。结果表明，在符合规定的前提下，煤柱的留设数量和尺寸越大，其抗压能力越强，安全度也越高。
4、结论
通过数值模拟的方法，本文对曙光煤业某煤矿大巷区域保安煤柱的留设情况进行了模拟，并对其对煤矿稳定性和安全性的影响进行了分析。结果表明，保安煤柱的留设对矿井稳定性的影响十分显著，在大巷区域支护中有着非常重要的作用。在设计保安煤柱留设方案时，应根据煤矿实际情况和规定要求，掌握煤柱留设数量、尺寸、位置和间距等关键因素，以提高煤矿的稳定性和安全性。