淺埋煤層覆巖變形破壞規(guī)律及數(shù)值仿真模擬研究.pdf

1、上覆巖層破壞變形規(guī)律的研究，無論在合理確定開采邊界還是對(duì)保證水體下安全生產(chǎn)都十分重要。關(guān)于這方面的研究既涉及到特殊開采理論的知識(shí)，而且對(duì)確定覆巖破壞高度的現(xiàn)場探測以及指導(dǎo)安全生產(chǎn)都具有重要意義。
　　本文首先對(duì)采場覆巖的應(yīng)力分布以及覆巖的破斷機(jī)理進(jìn)行了理論分析，并運(yùn)用數(shù)值模擬軟件RFPA2D對(duì)采動(dòng)覆巖體的變形破壞過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，得出了覆巖破壞的主要過程是離層—彎曲—斷裂—垮落，上覆巖層呈臺(tái)階狀下沉。并對(duì)其最大主應(yīng)力、剪應(yīng)力和彈

2、性模量進(jìn)行了分析，得出頂板巖層的破斷機(jī)理。其次，對(duì)上三帶的空間分布形態(tài)及覆巖破壞高度的影響因素進(jìn)行了理論分析。在理論研究的基礎(chǔ)上利用鉆孔雙端封堵測漏法對(duì)武所屯煤礦16105工作面頂板導(dǎo)水裂隙帶高度進(jìn)行了現(xiàn)場實(shí)測，得出覆巖破壞高度為18.93m。然后以武所屯煤礦16105工作面工況為基礎(chǔ)，運(yùn)用數(shù)值模擬軟件FLAC3D對(duì)16105工作面煤層開采進(jìn)行了數(shù)值模擬，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了兩種方案，分別是斷層影響下，不同推進(jìn)方向?qū)Ω矌r破壞發(fā)育高度的影響

3、，以及無斷層時(shí)不同采寬對(duì)覆巖破壞發(fā)育高度的影響。
　　結(jié)果表明:無斷層時(shí)，隨工作面推進(jìn)，頂板出現(xiàn)不同程度的破壞，當(dāng)煤層開挖至160m時(shí)，覆巖破壞高度在靠近煤柱處發(fā)育達(dá)到最大值，為20.4m，與經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算值與現(xiàn)場實(shí)測值接近。有斷層時(shí)，工作面由斷層上盤推向下盤時(shí)，當(dāng)工作面推過斷層以后，覆巖破壞高度發(fā)育到最大，斷層帶受力狀態(tài)為先受壓后受拉;工作面由斷層下盤推向上盤時(shí)，在工作面推過斷層以前，覆巖破壞高度發(fā)育到最大，斷層帶先受拉后受壓。從