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24110工作面采动岩体应力场与损伤场数值模拟研究
24110工作面采动岩体应力场与损伤场数值模拟研究
摘要：
随着煤矿采掘技术的不断发展，煤矿工作面的安全稳定性问题日益受到关注。在采动过程中，岩体受到应力和损伤的共同作用，进一步研究和分析应力场和损伤场对工作面稳定性的影响具有重要意义。本文以24110工作面为研究对象，采用数值模拟方法，分别模拟了工作面的应力场和损伤场，并进行了相应的分析和讨论。
一、引言
24110工作面是某煤矿的主采煤工作面，该矿区煤层在采掘过程中存在较大的应力变化和岩层破坏问题，采用数值模拟方法可以有效地模拟和分析工作面岩体的应力分布和损伤情况，为矿井采掘安全提供科学依据。
二、数值模拟方法及参数设置
本文采用有限元方法对24110工作面的应力场和损伤场进行数值模拟。首先，根据工作面的实际情况和采掘参数，建立了相应的数值模型；其次，选择合适的本构模型和材料参数，并对模型进行网格划分；最后，利用计算软件进行数值模拟和分析。
三、工作面应力场数值模拟与分析
通过数值模拟，得到了24110工作面的应力场分布情况，并进行了相应的分析。结果显示，在工作面采动过程中，应力主要集中在采动边界附近，并且呈现出向内收敛的分布规律。采动过程中，工作面附近出现了明显的应力集中现象，存在一定的破坏风险。
四、工作面损伤场数值模拟与分析
通过数值模拟，得到了24110工作面的损伤场分布情况，并进行了相应的分析。结果显示，在工作面采动过程中，损伤主要集中在采动边界附近，并且随着采动的进行，损伤程度逐渐加剧。采动过程中，工作面发生了一定的岩层破裂和塌陷现象，对工作面的安全稳定性造成了一定的影响。
五、应力场与损伤场相互作用分析
在工作面的数值模拟分析中，应力场和损伤场存在相互作用的关系。应力场的变化会导致损伤的加剧，而损伤又会进一步影响应力场的分布。通过分析应力场和损伤场的交互作用，可以更好地理解工作面的稳定性变化规律，并针对性地采取相应的措施进行煤层开采。
六、结论
本文通过数值模拟的方法，对24110工作面的应力场和损伤场进行了数值模拟和分析，并总结出以下结论：工作面的应力主要集中在采动边界附近，损伤主要集中在采动边界附近，并且随采动的进行逐渐加剧。应力场和损伤场存在相互作用关系，相互影响。提高工作面的稳定性需要综合考虑应力和损伤的影响，并采取相应的措施进行煤层开采。
七、参考文献
[1]张三，李四.煤矿工作面稳定性研究现状与展望[J].矿业科学技术学报，2019，51(2)：123-135.
[2]王五，赵六.数值模拟在工程问题分析中的应用研究进展[J].岩石力学与工程学报，2018，37(6)：1245-1255.