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基于ABAQUS数值模拟的采区巷道断面形状优化研究
基于ABAQUS数值模拟的采区巷道断面形状优化研究
摘要：随着煤矿开采深度的不断增加，采区巷道断面形状的优化成为提高矿山安全生产和提高采掘效率的重要方向。本文基于ABAQUS数值模拟平台，通过对巷道断面形状进行优化分析，研究了不同形状参数对巷道稳定性的影响。研究结果表明，在一定条件下，巷道断面宽度适当增加，可以显著提高巷道的稳定性。
关键词：ABAQUS；数值模拟；采区巷道；断面形状；优化
引言：随着煤矿开采深度的不断增加，采区巷道的稳定性成为煤矿安全生产的关键问题。巷道断面形状作为影响巷道稳定性的重要因素，其合理优化对于提高矿山安全生产和提高采掘效率具有重要意义。
研究方法：本研究借助ABAQUS有限元分析软件，建立了采区巷道的数值模型。首先，进行了岩体力学参数试验，获得了巷道所在岩体的力学参数。然后，利用ABAQUS软件对巷道进行稳定性分析，通过对巷道断面形状中的不同参数进行优化，探究了这些参数对巷道稳定性的影响。
结果与讨论：优化前的巷道断面形状为矩形，宽度为4m，高度为2m。通过数值模拟分析，发现巷道在采煤过程中会受到较大的变形和应力集中，存在一定的安全隐患。为了提高巷道的稳定性，本文对巷道断面的宽度进行了调整。结果发现，在一定范围内，巷道的宽度适当增加可以明显改善巷道的应力分布和变形情况，从而提高巷道的稳定性。但是当宽度增加到一定程度时，巷道的稳定性并未进一步提高，这是因为过大的宽度会导致巷道周围岩体的变形和破坏。
结论：本文通过基于ABAQUS数值模拟的方式，对采区巷道断面形状进行了优化研究。研究结果表明，在一定条件下，采区巷道断面宽度适当增加可以显著提高巷道的稳定性。然而，需注意，过大的断面宽度可能反而会导致巷道周围岩体的破坏。因此，在实际工程中，需要根据具体矿山条件和巷道工况，综合考虑进行巷道断面形状的优化设计。
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感谢阅读本文，希望能对采区巷道断面形状优化研究提供一定的思路和参考，与大家共同探讨矿山安全生产的相关问题。