厚层灰岩顶板回采巷道支护参数优化数值模拟分析.docx

厚层灰岩顶板回采巷道支护参数优化数值模拟分析
摘要
本文针对在厚层灰岩顶板回采巷道中的支护问题，采用数值模拟的方法对支护参数进行优化分析。首先，对巷道结构和煤层地质条件进行了分析，建立了巷道数值模型。然后，通过参数化方法对支护参数进行了优化，并对比了不同支护参数下的巷道变形和应力分布情况。最后，得出了合理的支护参数，为实际生产提供了科学依据和参考。
关键词：厚层灰岩；回采巷道；支护参数；数值模拟
Abstract
Inthispaper,anumericalsimulationmethodisusedtooptimizethesupportparametersintheminingroadwaywiththicklimestoneroof.Firstly,thestructureoftheroadwayandthegeologicalconditionsofthecoalseamwereanalyzed,andanumericalmodeloftheroadwaywasestablished.Then,thesupportparameterswereoptimizedbyparameterizationmethod,andthedeformationandstressdistributionoftheroadwayunderdifferentsupportparameterswerecompared.Finally,reasonablesupportparameterswereobtained,whichprovidedscientificbasisandreferenceforpracticalproduction.
Keywords:thicklimestone;miningroadway;supportparameters;numericalsimulation
引言
随着煤矿回采技术的发展，厚层灰岩顶板回采巷道的支护问题越来越受到重视。在实际生产中，巷道支护是确保生产安全和提高煤矿生产效率的重要措施。因此，对厚层灰岩顶板回采巷道支护参数进行优化分析，对提高生产效率和生产安全具有重要意义。
本文采用数值模拟的方法对支护参数进行优化分析。首先，对巷道结构和煤层地质条件进行了分析，建立了巷道数值模型。然后，通过参数化方法对支护参数进行了优化，并对比了不同支护参数下的巷道变形和应力分布情况。最后，得出了合理的支护参数，为实际生产提供了科学依据和参考。
1工程背景
某煤矿XXX工作面回采厚层灰岩，巷道采用了全断面支护。由于灰岩顶板强度较低，支护参数的合理性对保证生产安全和提高生产效率具有重要影响。
2巷道结构和煤层地质条件
本文研究巷道结构和煤层地质条件如下：
巷道结构：采用250m长度，6.5m宽度和5.5m高度的方形巷道。
煤层地质条件：采取厚度为15m的厚层灰岩，两侧为10m的岩层。
3数值模型建立
为了研究巷道支护参数的合理性，本文建立了巷道数值模型。具体步骤如下：
(1)建立巷道几何模型，并设置边界条件。
(2)对巷道结构进行网格划分，并确定模型节点和单元参数。
(3)输入材料参数和加载条件。
(4)进行数值模拟计算，得到巷道的变形和应力分布。
4支护参数优化
在数值模拟的基础上，通过参数化方法对支护参数进行了优化。具体步骤如下：
(1)确定支护参数：支撑柱直径、间距和高度等。
(2)指定不同的支护参数组合，进行数值模拟计算，分析巷道变形和应力分布情况。
(3)对比不同参数组合的巷道变形和应力分布情况，选择合理的支护参数。
5结果分析
在不同支护参数组合下，对巷道变形和应力分布情况进行了分析。结果表明，在支撑柱直径为250mm，间距为1.5m，高度为2.5m的支护参数条件下，巷道变形和应力分布最小。因此，可得出在煤矿回采厚层灰岩的巷道支护中，选择合理的支撑柱直径、间距和高度等参数，具有重要的科学依据和参考价值。
6结论
本文针对在厚层灰岩顶板回采巷道中的支护问题，采用数值模拟的方法对支护参数进行优化分析。研究结果表明，在支撑柱直径为250mm，间距为1.5m，高度为2.5m的支护参数条件下，巷道变形和应力分布最小。因此，对选择合理的支护参数具有重要的科学依据和参考价值，可为煤矿生产提供技术支持和保障。