巨厚砾岩层工作面覆岩移动规律数值模拟研究.pdf

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1、第21卷第12期中国矿业Vo1．21，No．12CHINAMININGMAGAZINEDec．2O122012年12月．巨厚砾岩层工作面覆岩移动规律数值模拟研究姜海强。，李猛。，吴晓刚。，杜杰，房萧(1．中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州221116；2．煤炭资源与安全开采国家重点实验室，江苏徐州221008)摘要：基于义马矿区千秋煤矿工作面的采矿地质条件，采用离散元分析软件UDEC，建立了巨厚砾岩工作面覆岩移动的数值模型，模拟研究了上覆巨厚砾岩层的位移变化、塑性区分布和应力分布规律，结果表明：随着工作

2、面的推进，砾岩层逐渐弯曲变形，接着上覆岩层总体均发生屈服，巨厚砾岩层与下方的岩层离层加大，到达一定距离后工作面左侧的岩层弯曲下沉强烈，岩层底部塑性屈服区域发生破坏，如果继续开采岩层会发生断裂，容易引起冲击矿压危险。关键词：数值模拟；巨厚砾岩层；覆岩移动规律；冲击矿压危险中图分类号：TD325文献标识码：A文章编号：1004—405i(2012)12—0108—04Numericalsimulationofoverlyingstratamovementcharacteristicsofthecavingf

3、aceunderthethickconglomeratelayerJIANGHai—qiang，LIMeng，WUXiao—gang，DUJie，FANGXiao’(1．SchoolofMine，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221116，China；2．StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandMineSafety，Xuzhou221008，China)Abstract：Basedonthegeologicaldat

4、aofQianqiucoalmineinYima，thepaperbuiltanumericalmodelofthecavingfaceunderthethickconglomeratelayerusingthesoftwareUDECtOstudytheoverlyingstratamovementcharacteristics．Thenumericalsimulationshowsthat：astheincreasingofminingarea，thethickconglomeratelayergr

5、aduallybended，then，theoverlyingstratayieldedandthedistancebetweenthethickconglomeratelayerandlowerstrataincreased．Afteracertaindistance，thestrataontheleftofcavingfacesinkintensely，andtheplasticareasof1owerlayersweredestructed．Ifthecavingfacecontinuestoad

6、vance，thethickconglomeratelayermaybreak，whichcouldcauserockburst．Keywords：numericalsimulation；thethickconglomeratelayer；overlyingstratamovementcharacteristics；rockburst煤层顶板岩层的特性，特别是巨厚坚硬顶板是布，提出了大厚度坚硬岩层的3种破坏方式的力学诱发煤矿冲击矿压的重要影响因素之一。随着上覆判断。王金安等运用弹性基础厚板理论，研究巨厚

7、岩层悬顶长度的增大，巨厚顶板岩层中聚积的能量岩浆岩下煤层不同开采阶段对上覆岩层的影响，以变大，当顶板发生破断和滑移失稳时，巨厚顶板聚积及岩浆岩变形规律与破坏形式。轩大洋、许家林等的大量能量瞬间释放，从而诱发顶板型冲击矿压。采用离散元计算方法，研究了巨厚火成岩下开采时目前，国内外学者对巨厚砾岩层的研究较少，主要集的采动应力演化规律，从采动应力影响范围的角度，中在冲击矿压、地表沉陷等方面，鲜有对上覆巨厚砾解释了煤与瓦斯突出灾害的原因。岩层的运动规律和破坏形式等方面的研究。史红、本文结合义马矿区千秋煤矿211

8、41实际工程地姜福兴等利用两端嵌固梁力学模型，对厚层坚硬顶质条件，利用UDEC数值模拟软件，建立了采动影板的破断规律进行了分析，根据岩层中的应力场分响下覆岩运动变化的数值模型，得到了覆岩的位移变化、塑性区分布和应力分布规律。收稿日期：2012-07—271采矿地质条件作者简介：姜海强(1988一)，安徽阜阳人，硕士研究生，主要研究方向为固体充填采煤。千秋煤矿21141工作面位于矿井西部二水平第12期姜海强，等：巨厚砾岩层工作面覆岩移动规律数