受采动影响综采工作面矿压显现特征数值模拟分析.pdfVIP

2014年第3期 中州煤炭 总第219期 受采动影响综采工作面矿压显现特征数值模拟分析 马菁花 ，杜文春 ，卢正法 ，孟武峰，王 伟，王 震 (河南能源化工集 团 焦煤公 司古汉 山矿 ，河南 焦作 454000) 摘要 ：针对古汉 山矿 17126大采高综采工作面的地质条件 ，采用计算机数值模拟 (FLAC )系统，对试验面不 同回采距离时，超前支承压力、上覆岩层移动 以及 围岩塑性区分布等特征进行分析 ，得 出该工作面超前支承 压力的影响范围为煤壁前方50m，应力峰值位于煤壁前方 5～7m；回采时工作面 中部顶板下沉最大，且最大 下沉量不足 以造成工作面压架；随着工作面的推进，采场 围岩塑性破坏 区范围不断增大且表现为采空区上方 以拉伸破坏为主，工作面上方 以剪切破坏为主。 关键词 ：支承压力 ；覆岩移动 ；塑性区破坏 中图分类号 ：TD323 文献标 志码 ：B 文章编号 ：1003—0506(2014)03—0021—03 大采高综采是我国缓倾斜厚煤层开采 的发展方 20，30，60，80，120nl(包括开切眼宽度)位置时工作 向之一，近年来 的生产实践表明，在一定条件下 ，大 面支架性能 、采动应力演化 、覆岩运移规律 、顶板来 采高综采能实现高产高效。但采高加大而引发的煤 压规律 、围岩稳定性情况 ；模拟分析巷道 围岩变形 、 壁片帮 、端面漏 冒及支架失稳是某些工作面没有取 应力分布及支架受力情况 。 得理想效果的主要原因；另外 ，由于大采高开采覆岩 (2)模型结构。根据 17126工作面地质条件 ， 运动加剧 、地表塌陷严重 ，引发的环境 问题也备受关 数值计算分析模型总高度为 105．74m，模型走 向长 注。以上问题与大采高采场覆岩结构及运动特征密 度为 160Ill，倾斜方向长度为 180m。模型上部边界 切相关 ，因此 ，深入研究大采高工作面矿压显现特征 属于应力边界条件 ，其余边界均是位移边界条 和覆岩的运动规律 ，对大采高采场矿压控制 、地表塌 件 ，模拟煤层高度为4．2m，工作面长度为 120m， 陷评价及指导生产实践具有重要意义…。 工作面沿倾斜方 向推进。工作面上覆岩层平均容重 取 24kN／m ，几何模型如图1所示 ，共计 288960个 1 工作面概况 单元 ，306762个节点。 焦煤公司古汉 山矿 17126工作面煤层底板标高 为 一429一一488m，该面走 向长 120m，倾斜长 770 m，平均煤厚 4．2m，平均倾角 4．5。。煤层直接顶 以 灰色厚层状砂质泥岩为主 ，局部裂 隙较发育，易冒 落 ，厚 1．71—2．41m；基本顶为灰色厚层状细砂岩 ， 致密，性脆 易破碎 ，局部相变为粉砂岩 ，厚 4．18～ 4．80m。直接底为灰一浅灰色砂质泥岩 ，厚 0．4 · 0．9m；基本底为灰 白一浅灰色 中细砂岩 ，厚 6．0— 6．7m。基本顶属软弱顶板类型 ，采用倾斜长壁后退 图 1 17126工作面几何模型 式综 采、全部垮落法处 理采空 区。工作 面安装 模拟部分的煤岩物理力学性能指数见表 1。 ZZ6400／22／45型液压支架 ，跟 13-1煤层顶板 回采 。 1 煤岩力学参数 2 数值模拟模型设计 (1)模拟计算 内容。为 了研究 17126工作面及 两巷矿压显现规律 ，模拟分析 17126工作面在推进 收稿 日期 ：2013—12—16 作者简介 ：马菁花 (1987一 )