采场围岩能量演化及释放模拟研究 论文

岩体应变能是集主应力、弹性模量、泊松比等综合物理量，能够更好地解释采矿过程中的动力现象。为揭示采动过程中采场围岩能量演化和释放规律，基于岩体应变能理论推导了能量演化与释放的计算方法，以平朔井工三矿为工程背景建立数值计算模型，模拟计算不同回采时刻采场围岩能量变化，结果表明：①采场围岩的应变能峰值随着工作面的推进而逐渐前移，煤层能量峰值主要集中于煤壁前方8 m以内，煤层的应变能相对较高，顶底板坚硬岩层中的能量值相对较低；②开挖开切眼后，开切眼上方为能量释放区，开切眼煤壁前后为能量积聚区；在该矿地质条件下，工作面正常回采时，工作面煤壁上方8 m以内为能量主要释放区域，煤壁前方2～8 m为能量主要积聚区;因此，对于煤壁上方应及时支护，防止其能量的快速释放而引起冒顶；对于具有动力灾害倾向的煤壁前方应采取措施控制应力集中。