基于FLAC3D模拟的底板冲击地压发生机理研究
王家阳
史庆稳
郭政君
王翔宇
王鑫爽
洪奥坤
孙金涛
华北科技学院 矿山安全学院,北京 东燕郊 065201
摘要：在冲击地压矿井中,底板冲击地压作为典型的动力灾害类型,其显现频次与开采扰动强度呈显著正相关.为探究巷道底板在震动波扰动和巷道侧向支承压力耦合作用下的破坏机制,本研究构建了底板-两帮岩体的三维力学模型.模拟结果表明,当底板弯曲变形量超过临界阈值时,会导致巷道结构的失去稳定性,据此建立了相应的稳定性判断标准.通过数值模拟方法,综合分析了动静载荷耦合作用下巷道侧向支承压力及应力波强度等参数对底板稳定性的作用机制.研究结果显示,巷道底板煤岩体弯曲变形诱发的帮脚区域位移增量与巷道侧帮稳定状态呈显著正相关关系,其位移梯度变化与围岩承载能力存在明显的比例关系.侧向支承压力及应力波强度是控制冲击地压发生的关键因素:较高的侧向支承压力显著提升底板冲击危险性,而应力波强度的增加则会加速底板破坏进程;在动载作用下,底板破坏呈现由浅部向深部渐进式扩展的特征.本研究所得结论可为矿井安全生产、支护优化设计及冲击地压防治提供理论支撑,对提升矿山安全生产水平和开采效率具有重要指导意义.
关键词：冲击地压底板应力波数值模拟发生机理
分类号：TD324+.1(矿山压力与支护)
资助基金：河北省自然科学基金(E2023508026)中央高校基本科研业务费项目(3142023009)
论文发表日期：2025-08-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 21-28 )
英文信息