大倾角坚硬顶板厚煤层矿压规律数值计算

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1、第28卷增刊辽宁工程技术大学学报（自然科学版）2009年9月Vol.28Suppl.JournalofLiaoningTechnicalUniversity（NaturalScience）Sept.2009文章编号：1008-0562(2009)增刊Ⅱ-0004-03大倾角坚硬顶板厚煤层矿压规律数值计算122耿养谋，霍丙杰，张宏伟（1.北京昊华能源股份有限公司,北京102300；2.辽宁工程技术大学资源与环境工程学院，辽宁阜新123000）摘要：为了研究大倾角坚硬顶板厚煤层矿压显现规律，应用RFPA数值计算软件对大倾角坚硬顶板厚煤层顶煤的运动规律、顶底板的跨落规律及变形位移情况

2、进行了模拟。得到主要结论为：大倾角煤层沿倾斜方向采场上覆岩层的移动和变形破坏特征是不对称的；上覆岩层在法向载荷的作用下普遍产生挠曲变形，变形规律为采场中上部下沉量较大，采场下侧下沉量较小；直接顶初次跨落步距约30m；老顶初次来压步距约60m，周期来压步距18～22m。关键词：大倾角厚煤层；坚硬顶板；矿压规律；数值计算中图分类号：TD232文献标识码：ARockpressureofhighanglethickcoalseambynumericalcalculation122GENGYangmou，HUOBingjie，ZHANGHongwei(1.BeijingHaohuaEne

3、rgyResourseCO.,LTD.,Beijing102300；2.CollegeofResourcesandEnvironmentEngineering,LiaoningTechnicalUniversity,Fuxin123000,China)Abstract：Thelawofrockpressure,thelawoftopcoaldropdynamicsandthelawofrooffall,andhighanglethickcoalseamwereresearchedwiththeRFPAnumericalcalculationsoftware.Themainres

4、ultsasfollows:Theoverlyingstratainstope’smotionanddeformation-destructioncharactersofhighanglecoalseamareanisomerous;Theoverlyingstrataengenderedflexuraldeformationundernormalloading,thedeformationlawisthattheuppersettlementquantityislargerthanthebottom;Theimmediaterooffirstweightingpaceis30

5、m;Themainrooffirstweightingpaceis60mandtheperiodicweightingpaceis18~22m.Keywords：highanglethickseamcoal；strongroofstrata；rockpressurelaws；numericalcalculation1采区地质及开采情况处理功能实现了对岩石破坏及变形的从微观到宏观[1]破坏过程的模拟。模拟步骤为构造实体模型→应力采区位于－230m水平，走向长750m，垂高分析求解器→渐进破坏模型→后处理器。首先是虚90m。上部-140m水平己采掘完毕；-230m水平东拟制造各种材

6、料，然后加工其几何形状。应力分析二至中背斜已采掘完毕；-230m水平东二以西和东求解器相当于加载机，完成各种类型的加载。渐进三以东正在采掘。采区内15槽煤全部可采，平均破坏模型相当于材料试样对外载荷或环境因素作用厚度4.5m，平均倾角45°。顶板为坚硬顶板，伪顶而作出的力学响应。后处理器则是一个灵敏的测试厚0.1～0.5m，随采随落；直接顶为粉砂岩及细砂和数据显示系统，可以对整个试验过程得到的数据岩，厚15～20m；老顶为砾岩，平均厚度20m，从不同角度进行整理分析，并提出分析报告。坚硬、不易冒落；底板：粉砂岩及炭质粉砂岩，厚20～25m，含煤线2～3层。矿井属底瓦斯矿井，煤3

7、数值计算模型建立及研究内容尘无爆炸危险。煤层不易自燃，无突水危险。3.1模型思路2岩石破裂过程分析系统RFPA简介数值计算模型以实际地质及开采条件为原形，为了尽量减小边界情况的影响，模型长度设置为RFPA岩层破断过程分析系统软件基于有限元150m，高度为200m，模型为150×200个单元，即的基本理论，通过有限元法加上强大的计算数据后收稿日期：2009-05-06作者简介：耿养谋（1962-），男，陕西西安人，硕士、教授级高工，主要从事采煤方法、煤矿安全方面的研究，本文编校：于永江增刊耿养