底板采動(dòng)破裂深度實(shí)測(cè)與模擬研究.pdf

1、本文采取力學(xué)分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)方法研究采動(dòng)過程中的底板應(yīng)力場(chǎng)變化及變形破裂情況。結(jié)合山東東山礦業(yè)王樓煤礦11301工作面，并建立該工作面采動(dòng)數(shù)值模型進(jìn)行模擬，分析出底板采動(dòng)應(yīng)力和破裂區(qū)域，將模擬結(jié)果跟理論計(jì)算結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，得出以下結(jié)論:
　　(1)根據(jù)工作面回采過程中煤層頂板不同的運(yùn)動(dòng)階段，可以把工作面回采過程分為初次來壓階段和周期來壓階段，基于“下三帶”和礦壓理論建立底板在兩個(gè)階段中受采動(dòng)影響下支承壓力分

2、布的力學(xué)模型，并用彈性力學(xué)理論分別解出兩個(gè)模型中底板巖體內(nèi)任意一點(diǎn)的應(yīng)力，以此計(jì)算得出底板巖體內(nèi)任一點(diǎn)的應(yīng)力，通過Mohr-Coulomb強(qiáng)度準(zhǔn)則判斷各點(diǎn)的破壞情況，得出底板破裂范圍。同時(shí)應(yīng)用塑性理論求出底板破裂的最大深度和破裂區(qū)域的范圍。
　　(2)分析底板巖體破裂機(jī)理，底板巖體內(nèi)有大量的節(jié)理、裂隙等結(jié)構(gòu)面，研究結(jié)構(gòu)面的破壞形態(tài)，并據(jù)此分析出影響底板破裂的影響因素，通過數(shù)值模擬的方法對(duì)影響因素進(jìn)行單因素分析，得出各個(gè)因素對(duì)底板破

3、裂深度的影響。
　　(3)通過鉆孔雙端封堵注水技術(shù)對(duì)王樓煤礦11301工作面底板隨采動(dòng)破壞的情況進(jìn)行觀測(cè)。通過對(duì)觀測(cè)結(jié)果的分析，得出王樓煤礦11301工作面底板的破裂深度為12.9m，小于煤層至含水層的距離。
　　(4)結(jié)合王樓煤礦11301工作面的實(shí)際情況，底板采動(dòng)破裂深度的數(shù)值模擬結(jié)果為12～15m，理論計(jì)算結(jié)果為13～14m，而實(shí)測(cè)值為12.9m，通過工作面不同推進(jìn)距離的應(yīng)力和破裂深度，可以知道所建立的數(shù)值模型是可行的