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深井综放工作面回采巷道围岩控制数值模拟研究
深井综放工作面回采巷道围岩控制数值模拟研究
随着我国煤炭资源的逐渐减少和能源需求的不断增长，煤矿的采掘深度越来越深，煤层厚度也不断增加。在实际生产中，往往需要采用综合采掘方法，其中煤炭综放是一种常用的采掘方法。在综放采煤工作面回采过程中，巷道围岩控制是确保生产安全和工作效率的关键因素之一。因此，研究深井综放工作面回采巷道围岩控制数值模拟方法，对改进巷道围岩控制理论，并提高生产效率和安全性具有重要的现实意义。
综合采煤是一种综合性较强的采煤方法，其采用了多种采煤方法，如综放采煤、切顶采煤，因此能够适应多种煤层条件。在综放采煤中，压裂围岩是实现控制巷道围岩稳定的一种重要方法。综放采煤具有煤炭回采率高、工作面维护方便等优点，因此在实际生产中应用广泛。
巷道围岩控制是综放采煤工作面回采的难点之一，尤其在深井综放采煤中更为明显。巷道围岩控制的关键在于控制岩体的变形和破坏。因此，在巷道围岩控制中需要考虑岩体的力学特性、巷道尺寸和支护方式等多方面因素。近年来，随着计算机技术的发展和数值模拟方法的不断提高，数值模拟成为了一种有效的研究巷道围岩控制的方法。
数值模拟方法是指通过计算机对巷道围岩控制过程进行建模和仿真，模拟分析其变形、应力和破坏等力学特性。在深井综放采煤中，数值模拟方法可以用来进行巷道围岩控制优化设计和支护参数的确定，从而提高巷道围岩的稳定性。
采用数值模拟方法研究巷道围岩控制，需要建立合理的数值模型。数值模型包括巷道、围岩和支护体系三部分。巷道是指采煤工作面回采巷道的几何形状和尺寸，围岩是指巷道围岩及其力学性质，支护体系是指用来控制围岩变形和破坏的支护结构和支护材料。建立数值模型的关键在于合理地刻画巷道围岩的力学特性，这是数值模拟的核心和难点。
巷道围岩的力学特性包括岩石的弹性模量、泊松比和强度等参数，这些参数是影响巷道围岩稳定性的主要因素。同时，影响巷道围岩稳定的因素还包括周围岩体的地应力、水文地质条件和巷道围岩破坏机理等多方面因素。因此，在建立数值模型时需要综合考虑这些因素的影响。
支护体系是综放采煤中重要的一部分，它直接影响巷道围岩的稳定性和人员的安全。支护体系包括支护结构和支护材料两部分。其中，支护结构包括钢支架、锚杆、预应力锚杆等，支护材料包括混凝土和喷锚混凝土等。支护体系的设计应根据巷道围岩的力学特性和工作面的实际情况来确定。
数值模拟方法可以对巷道围岩控制进行优化设计。通过数值模拟，可以得到巷道围岩的变形、应力和破坏等信息，进而确定合理的支护体系和支护参数，提高巷道围岩的稳定性。此外，数值模拟方法还可以用来预测巷道围岩的变形和破坏，为安全施工提供科学依据。
总之，深井综放工作面回采巷道围岩控制是煤炭采掘过程中重要的环节之一。数值模拟方法为巷道围岩控制的研究提供了一种有效的手段。在未来的研究中，可以进一步完善数值模拟方法和数值模型，在巷道围岩的控制和支护方面做出更为科学和严谨的研究。