PFC模拟技术,全称Particle Flow Code,是一种用来模拟岩石、土壤和其它颗粒介质在静态或动态条件下的力学行为的数值计算方法。PFC模拟技术在矿业领域的应用主要是通过模拟分析,评估采场的稳定性、煤层开采方法的效率等。本次研究以圣华煤业1301工作面为对象,利用PFC模拟技术进行了旧采区残煤复采放煤方式的选择研究。
在旧采区进行复采时,放煤方式的选择对煤炭回收率和安全生产都具有重大影响。传统的放煤方式有多种,每种方式都有其独特的优点和缺点。在这次研究中,主要对比分析了两种放煤方式:单轮顺序放煤和双轮顺序放煤。通过理论分析和PFC模拟技术,详细评估了这两种方式在1301工作面的适用性和优劣。
单轮顺序放煤,即在放煤过程中只有一个放煤轮次,放煤窗口一次全部打开,煤炭自由流出。双轮顺序放煤则是在放煤过程中设有两个轮次,先打开部分窗口,放出一部分煤炭后,再打开全部窗口放出剩余的煤炭。这种方式理论上可以在一定程度上控制煤炭的流出量,提高煤炭的回收率。
在进行PFC模拟的过程中,会根据实际地质情况和采煤工艺,设定相应的模型参数,如煤层和顶底板的物理力学参数、工作面的尺寸和形状等。模型会模拟不同的放煤方式下,煤炭的流动规律和采空区的应力分布,以此来评估哪种方式更有效。
最终的研究结果显示,双轮顺序放煤方式更适合1301工作面的生产要求。这可能是因为双轮顺序放煤能够更好地控制放煤的节奏,有效防止煤粉的大量流失,并有利于采空区的应力重分布,从而提高安全性。
关键词中的“残煤复采”指的是在已经开采过的矿区内,对剩余未开采或未完全开采的煤炭资源进行再次开采。这种开采方式在资源日益紧张的今天,对提高煤炭资源的利用率具有重要意义。“PFC数值模拟”则是指使用PFC软件进行的数值模拟分析。
值得注意的是,文献中提及的PFC模拟技术在实际应用中,会涉及到大量的参数设定和分析,包括但不限于煤层的孔隙率、密度、强度参数等,以及放煤窗口的尺寸、放煤次数、放煤速率等操作参数。这些参数的设置需要结合实际工程经验,并通过多次模拟实验来确定最佳的模拟方案。
此外,在本次研究中还涉及到了一些特定的物理量,如“g/cm^3”为密度单位、“mm/min”为速率单位,而“y=863.63x-13.383 R^2=0.9422”可能表示某种拟合关系。其中,R^2是决定系数,用于评价回归模型对数据的拟合程度。
整体而言,PFC模拟技术在矿业领域的应用,是现代矿产资源开发中不可或缺的技术手段之一,对于合理选择放煤方式,提高煤炭资源的回收效率和开采安全性具有重要作用。通过对不同放煤方式的模拟分析,可以为采煤方法的优化提供理论依据和技术支持,进而促进煤矿企业经济效益的提升。