基于FLAC的冲击地压数值模拟及其危险性预测方法研究
摘要
煤炭是我国最主要的能源,随着煤炭开采量和矿井开采深度的增加,冲击地压事故呈多发态势,造成了严重的人员伤亡和经济损失。冲击地压的发生机理是极为复杂的,至今尚未形成公认的理论,而且其预测技术上也有较大改进空间,因此,对煤矿冲击地压的影响因素及预测方法进行研究具有重要的现实意义。
本文以掘进巷道的冲击地压动力灾害为研究对象,结合老虎台矿的现场实际情况,进行了拉格朗日差分模拟。建立了多个冲击地压数值模型,研究了巷道掘进对应力应变的影响,并通过对比模型的模拟,分析了开采深度、支护条件及顶底板岩性等对煤矿冲击地压的影响,总结了巷道掘进时不同煤岩体的应力集中情况及应变变化规律,分析了冲击地压发生的可能性。
根据83002#综放面试验区工程实际,结合数值模拟结果及现场监测数据,研究了冲击地压电磁辐射预测方法。对电磁辐射的强度进行模糊模式识别,建立了数学模型,确定了老虎台矿工作面电磁辐射强度最大值的隶属度曲线及回归曲线,根据各回归曲线公式确定了老虎台矿煤层电磁辐射强度最大值E_(max)预测预报的临界值,为煤矿冲击地压的预测预报提供理论依据。
Coal is the most importance power in our country, and with the increase of mining production and mining depth, the rockburst accidents occur frequently which caused severe casualty and economic loss. The mechanism of rock is extremely complex and there is no recognized theoretical until now. Prediction Method of rockburst has greatly improved space, too. Therefore, it has important practical significance to research the influence of rockburst and its prediction method.
According to the actual condition of Laohutai Mine, rockburst disaster in tunnel excavation is researched with lagrangian finite simulation. Multiple numerical models are built to research the influence of excavation to the models’stress and strain. By comparison, the possibility of rockburst is analysed when the mining depth, support conditions and rock property of roof and floor are different. The strain-stress distribution rules of models are summarized and the possibility of rockburst is analysed.
Rockburst prediction method is reseached by numerical simulation and field displacement electromagnetic radiation monitoring combining the actual condition of 83002# face. Mathematical model is established using Fuzzy Pattern Recognition to fix the membership curve and regression curve of electromagnetic radiation intensity. According to the regression curve formula, the critical value of maximum electromagnetic radiation intensity for prediction is determined. The results will provide theoretical basis for rockburst prediction of coal mine enterprise.
本文以掘进巷道的冲击地压动力灾害为研究对象,结合老虎台矿的现场实际情况,进行了拉格朗日差分模拟。建立了多个冲击地压数值模型,研究了巷道掘进对应力应变的影响,并通过对比模型的模拟,分析了开采深度、支护条件及顶底板岩性等对煤矿冲击地压的影响,总结了巷道掘进时不同煤岩体的应力集中情况及应变变化规律,分析了冲击地压发生的可能性。
根据83002#综放面试验区工程实际,结合数值模拟结果及现场监测数据,研究了冲击地压电磁辐射预测方法。对电磁辐射的强度进行模糊模式识别,建立了数学模型,确定了老虎台矿工作面电磁辐射强度最大值的隶属度曲线及回归曲线,根据各回归曲线公式确定了老虎台矿煤层电磁辐射强度最大值E_(max)预测预报的临界值,为煤矿冲击地压的预测预报提供理论依据。
Coal is the most importance power in our country, and with the increase of mining production and mining depth, the rockburst accidents occur frequently which caused severe casualty and economic loss. The mechanism of rock is extremely complex and there is no recognized theoretical until now. Prediction Method of rockburst has greatly improved space, too. Therefore, it has important practical significance to research the influence of rockburst and its prediction method.
According to the actual condition of Laohutai Mine, rockburst disaster in tunnel excavation is researched with lagrangian finite simulation. Multiple numerical models are built to research the influence of excavation to the models’stress and strain. By comparison, the possibility of rockburst is analysed when the mining depth, support conditions and rock property of roof and floor are different. The strain-stress distribution rules of models are summarized and the possibility of rockburst is analysed.
Rockburst prediction method is reseached by numerical simulation and field displacement electromagnetic radiation monitoring combining the actual condition of 83002# face. Mathematical model is established using Fuzzy Pattern Recognition to fix the membership curve and regression curve of electromagnetic radiation intensity. According to the regression curve formula, the critical value of maximum electromagnetic radiation intensity for prediction is determined. The results will provide theoretical basis for rockburst prediction of coal mine enterprise.
引文
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