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基于数值模拟的高峰矿深部采场结构参数优化研究
摘要
随着现代采矿技术的发展，高峰矿深部采场的稳定性问题日益受到关注。本研究基于数值模拟的方法，以高峰矿深部采场为研究对象，通过对采场结构参数进行优化分析，寻找最优的结构设计方案。研究结果表明，在采场支护系统选型中，选用聚能锚杆和锚网结合的形式能够提高采场的稳定性和安全性。同时，在支护参数设计方面，合理的锚杆间距和锚网开间距离能够有效减少采场的变形和破坏。本研究为高峰矿深部采场的优化设计提供了科学可靠的依据。
关键词：高峰矿深部采场，数值模拟，结构参数优化，支护系统设计
Abstract
Withthedevelopmentofmodernminingtechnology,thestabilityofdeepmininginthepeakmineisincreasinglyconcerned.Basedonnumericalsimulation,thisstudyfocusesontheoptimizationanalysisofthestructuralparametersofhigh-minedeepmining,aimingtofindtheoptimalstructuraldesignscheme.Theresultsshowthatintheselectionoftheminingsupportsystem,thecombinationofenergy-absorbinganchorboltsandanchornetscanimprovethestabilityandsafetyoftheminingarea.Atthesametime,inthedesignofthesupportparameters,reasonableanchorrodspacingandanchornetopeningspacingcaneffectivelyreducethedeformationanddamageoftheminingarea.Thisstudyprovidesscientificandreliablebasisfortheoptimizationdesignofhigh-minedeepmining.
Keywords:deepmininginthepeakmine,numericalsimulation,structuralparameteroptimization,supportsystemdesign
一、前言
高峰矿深部采场，是矿山开采过程中特别复杂和危险的地质环境，其结构稳定和安全问题一直是矿区工程管理和安全生产中的重要问题。由于传统的经验支护设计难以适应高峰矿深部采场的支护需要，因此需要依靠现代计算机技术和数值模拟方法来进行结构参数优化设计，在保证矿区工程安全的同时提高矿区的经济效益。
二、数值模拟方法
数值模拟是一种通过计算机仿真来研究采矿工程中各种结构和力学问题的方法。具体而言，通过建立与矿区实际情况相似的数学模型，运用基于有限元或边界元等数值计算方法，对采区的力学行为进行分析和计算。数值模拟方法相对于经验设计方法，具有计算精度高、计算结果可靠、允许对结构参数进行优化设计等优点。
三、研究方法
本研究选取高峰矿深部采场为研究对象，利用数值模拟方法，建立高峰矿深部采场的数学模型，分析采场结构在不同支护方式和支护参数下的力学行为，通过对比和分析结果，寻找最优的结构设计方案。
四、研究结果
（1）支护系统设计
本研究中，选用聚能锚杆和锚网结合的形式作为采场的支护系统。与传统的支护方式相比，聚能锚杆与锚网结合的形式具有开挖空间大、支护强度高、变形小等优点。
（2）支护参数设计
在支护参数设计方面，本研究通过模拟分析了锚杆间距和锚网开间距离对采场稳定性的影响。结果表明，合理的锚杆间距和锚网开间距离能够有效减少采场的变形和破坏，提高矿区的支护质量和安全性。
五、结论
本研究基于数值模拟的方法，以高峰矿深部采场为研究对象，通过对采场结构参数进行优化分析，寻找最优的结构设计方案。研究结果表明，在采场支护系统选型中，选用聚能锚杆和锚网结合的形式能够提高采场的稳定性和安全性。同时，在支护参数设计方面，合理的锚杆间距和锚网开间距离能够有效减少采场的变形和破坏。本研究为高峰矿深部采场的优化设计提供了科学可靠的依据。