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近距离煤层群回采巷道支护优化模拟研究
近距离煤层群回采巷道支护优化模拟研究
摘要
近距离煤层群回采是现代煤炭开采中的重要技术之一。然而，该技术中的巷道支护问题一直是制约回采效率和安全的主要因素之一。本文通过对近距离煤层群回采巷道支护的研究分析，提出了一种优化支护模拟方法。该方法通过模拟不同巷道支护结构和材料的应力变化情况，以最小化应力集中和失稳为目标，得出了一种最优的支护结构方案。研究结果表明，优化后的支护结构能够有效地降低应力集中和失稳的情况，提高回采效率和安全性。
关键词：近距离煤层群回采，巷道支护，优化模拟
Abstract
Closedistancecoalseamgroupminingisoneoftheimportanttechnologiesinmoderncoalmining.However,theissueofroadwaysupportinthistechnologyhasalwaysbeenoneofthemainfactorsrestrictingtheefficiencyandsafetyofmining.Throughthestudyandanalysisofroadwaysupportinclosedistancecoalseamgroupmining,thispaperproposesanoptimizedsupportsimulationmethod.Thismethodsimulatesthestresschangesofdifferentroadwaysupportstructuresandmaterials,withthegoalofminimizingstressconcentrationandinstability,toobtainanoptimalsupportstructurescheme.Theresearchresultsshowthattheoptimizedsupportstructurecaneffectivelyreducestressconcentrationandinstability,andimproveminingefficiencyandsafety.
Keywords:closedistancecoalseamgroupmining,roadwaysupport,optimizedsimulation
正文
一、引言
近距离煤层群回采技术是指煤层群开采时，在已采区域与待采区域之间的距离较近，回采工作过程中需要采用巷道支护等措施来保证回采进度和安全。然而，巷道支护是该技术中存在的重要问题之一，如何优化支护结构和材料以保证回采的效率和安全性一直是研究的重要方向。
二、巷道支护的问题与现状
近距离煤层群回采中的巷道支护问题主要集中在以下几个方面：
1.应力集中：由于存在巷道支护结构的缺陷或不合理设计，支护结构会导致应力集中，从而加剧巷道的变形和破坏。
2.失稳：巷道支护结构不利于保持巷道稳定，容易造成巷顶和巷壁的坍塌，影响回采进度和安全。
3.材料选择：巷道支护材料的选择直接影响支护效果和成本，如何选择合适的材料成为了研究人员的关注点。
现状分析表明，传统的支护方法存在一定的缺陷，需要从材料、结构和应力等多方面对支护进行优化和改进。
三、巷道支护的优化模拟方法
为解决巷道支护的问题，本文提出了一种基于支护优化模拟的方法。该方法主要分为以下三个步骤：
1.建立三维巷道支护模型：根据实际巷道的情况，采用Solidworks等软件建立巷道支护的三维模型。模型中包括巷道、支护结构和采煤工具等部分。
2.模拟巷道应力变化：采用有限元分析方法（FEA）模拟巷道支护结构在不同条件下的应力变化情况。通过对应力集中的分析和对失稳的评估，得出支护结构的合理性评估。
3.优化支护结构和材料：根据模拟分析的结果，优化巷道支护结构和材料，提出最优的支护方案。
四、模拟结果与分析
通过对近距离煤层群回采巷道支护的模拟分析，得出如下结论：
1.应力集中的降低：通过对不同支护结构的模拟，能够有效地降低巷道中的应力集中情况，并避免应力集中导致的破坏和坍塌。
2.失稳的控制：经过优化后的支护结构，能够有效地控制巷道的失稳情况，保证回采进度和安全。
3.材料的优化：对不同材料和采用不同结构的支护进行模拟，得出最优的支护材料和支护方案，以最小化支护成本和提高支护效果。
以上分析结果表明，通过基于支护优化模拟的方法，可以有效地解决近距离煤层群回采中的巷道支护问题，提高回采效率和安全性。
五、结论
本文通过对近距离煤层群回采巷道支护问题的分析和研究，提出了一种基于支护优化模拟的解决方法。该方法通过模拟应力变化，优化支护结构和材料，最终得出了合理的支护方案。研究结果表明，该方法能够有效地降低应力集中和失稳的