挂帮矿崩落法开采顶板破坏规律及地表岩移数值模拟研究.docx

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摘要：
中国煤炭资源储量大，采煤量也超过了全球任何国家。然而，在煤矿开采中常见的问题之一是矿崩落和顶板破坏。这些难题会导致矿工生命财产的严重损失。本文通过对挂帮矿崩落法开采顶板破坏规律及地表岩移数值模拟的研究，为煤矿开采的安全提供了一定的指导意义。
关键词：挂帮法；矿崩落；顶板破坏；地表岩移；数值模拟。
引言：
挂帮矿法是煤矿开采中一种基础且广泛应用的采矿方法，但因为采矿方式贯穿整个煤层厚度，煤层受到破坏后常常会出现顶板破坏和矿崩落等严重问题。为了探究挂帮矿崩落法对矿层开采中的影响，本文对其顶板破坏和地表岩移等问题进行了数值模拟分析。研究结果表明，挂帮法开采存在顶板破坏和地表岩移等严重问题，为保证矿工的人身安全和矿井的正常生产，需要采取防止矿崩落和顶板破坏的措施。
正文：
一、相关理论

挂帮法开采是一种常用的采煤方法。该方法的特点是使用机具在井下把煤层的煤柱炸碎或机械截割，然后利用顶板施加的支撑力把煤块顺着煤柱挂帮运行到工作面边缘的装煤机（采煤机）上，通过传送带或其他设备运出井口。

在煤矿开采中，矿层破坏会给井下的人员、设备和设施带来潜在的安全隐患，因此必须做好顶板管理和支护工作。矿井的顶板破坏和矿崩落是煤矿生产中最常见的问题之一。一般来说，一些较松散的地层会更容易发生破坏和崩落。

地表岩移是指地表岩石因为矿层破坏而导致的地质灾害，它也是煤矿开采中的一种常见问题。特别是大规模的矿井和坚硬的地质岩层，往往会引起更严重的地表岩移。
二、数值模拟方法
本文使用ANSYS 和ABAQUS两种有限元软件进行数值模拟。采用三维弹性模型并结合AC3D软件建立煤矿模型并模拟矿崩落和顶板破坏。
三、模拟结果分析
模拟结果表明，挂帮矿崩落法开采时，随着煤层压力的释放，矿井周围会出现顶板破坏。矿层不同程度的破坏会导致地表岩移，这对周围居民和建筑物都会带来非常严重的危害。本文采用数值模拟的方法，发现采用预防性控制支护等安全管理措施能有效降低矿井开采中顶板破坏和矿崩落的风险。
四、结论
挂帮矿崩落法开采矿井存在顶板破坏和地表岩移等严重问题。为了保证矿工的人身安全和矿井的正常生产，必须采取适当的安全管理措施。本文通过数值模拟得到了矿井开采中顶板破坏和矿崩落的规律，并提出控制支护、预防性支护等安全管理措施，为煤矿开采的安全提供了一定的指导意义。