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近距离煤层上行开采矿压显现规律数值模拟研究
随着煤炭资源的日益减少，对煤炭资源的高效开采成为了当前煤炭开采技术研究的热点问题。近年来，由于采用传统的煤层开采技术，容易引起煤层顶板垮塌、煤与瓦斯灾害等问题，这使得研究近距离煤层上行开采的矿压显现规律成为了工程研究的重要方向之一。因此，开展近距离煤层上行开采矿压显现规律数值模拟研究，对于指导煤层开采工程的实践应用具有重要的意义。
一、煤层上行开采引起的矿压危害
煤层上行开采是指通过煤矿的井下巷道在煤层下部将矿体向上开采，进而达到提高煤层采收率的目的。但是，煤层上行开采过程中会产生一系列严重的矿压危害，如顶板隆起、底板下沉、巷道收缩、岩层破裂等。其中，由顶板隆起引起的煤与瓦斯灾害是最为严重的问题。
二、数值模拟研究的意义
由于煤层上行开采的矿压危害影响因素较为复杂，传统的试验方法难以有效地研究该问题。数值模拟方法能够快速模拟和预测煤层上行开采过程中各种矿压危害，是一种有效的研究手段。数值模拟研究的意义主要有以下几点：
1.能够预测煤层开采过程中的矿压问题，为采煤工程提供科学的设计依据。
2.可进一步探究各种因素对矿压问题的影响规律，为制定相应的治理方案提供理论依据。
3.能够优化煤层开采工艺，提高采煤效率，并为生产经济效益的提高作出贡献。
三、数值模拟方法研究现状
目前，数值模拟方法主要分为两类：物理模拟和数学模拟。物理模拟主要利用模型试验设备进行煤层开采的模拟实验，直接获得岩层变形、应力分布等数据；数学模拟主要通过计算机等设备对煤层开采过程进行模拟和计算。然而，物理模拟方法受到模型约束和仪器精度的影响，不够精确和完善；而数学模拟方法则能够快速、准确地模拟各种采掘条件下煤层的变形规律和矿压分布等数据，因而受到广泛关注。
面对数值模拟研究的挑战，国内外学者在数值模拟算法、材料力学模型及数学模型等方面进行了大量的研究。近年来，随着计算机性能的不断提高，数值模拟方法的应用范围和精度也得到了进一步提高。
四、数值模拟方法在近距离煤层上行开采中的应用
研究表明，近距离煤层上行开采的矿压问题主要取决于开采深度、开采速度、巷道尺寸和交通方式等因素。目前，基于有限元方法和离散元方法的数值模拟在煤层上行开采中得到了广泛应用，能够预测开采过程中的矿压问题，优化开采参数，提高开采安全性。
在数值模拟方法中，有限元数值模拟法主要通过对煤层开采过程中不同工况的分析和计算，确定最优工艺参数，以预测和控制煤层上行开采过程中的矿压问题。离散元模型则更适用于对岩石和煤层的非线性变形进行模拟计算。
五、总结
总之，近距离煤层上行开采矿压显现规律数值模拟研究能够为煤层开采工程提供重要的理论依据和指导，具有重要的应用前景。我们需要深入研究煤层上行开采的矿压问题及其机制，积极开展基于数值模拟的研究，为煤层开采安全提供理论和技术保障。