采高与底板破坏关系探究.pptxVIP

报 告 人： 底板破坏深度与采高关系探究 中国矿业大学 指导教师： 中国矿业大学矿业工程学院 2013年3月 1 研究目的及意义 1.1 研究的目的与意义 就“有些专家认为采高对底板破坏深度无影响”这一问题，本文通过comsol软件做了研究。研究表明：采高小于1.8m时，采高变化对底板破坏深度的影响明显；采高大于1.8m时，采高变化对底板破坏深度影响微小可以忽略。当今采煤机械化程度提升很快，采高大多大于1.8m，所以专家提出采高对底板破坏深度无影响应该是根据采高大于1.8m的资料得出的经验结论。 2模型的建立 2.1 耦合分析原理 耦合方程为： 其中 为应力张量； 为克罗内克函数； 为Biot系数； 为岩石的体积力张量。就是把水的压力作为体积力作用于岩体上。 破坏准则：本模型采用DP模型匹配摩尔库伦准则。 2模型的建立 2.2模型建立： 因主要研究耦合情况下采高与底板塑性区的深度关系，模型简化了底板板岩层的结构和组合关系，本模型底板简单地由铝土隔水层和奥灰岩含水层组成。几何模型中未能标注全部岩层名称，可以通过表2-1的顺序查找岩层名称及其属性。 2 保护煤柱概况及其开采条件 表2-1材料参数 2 保护煤柱概况及其开采条件 图2-1几何模型 2 保护煤柱概况及其开采条件 边界条件： 岩石力学方面，下边界为固定支撑，左右边界为固定横向位移，上边界施加4.5MPa的均布载荷；渗流学方面，奥灰岩施加2MPa水压，采空区边界水压为0MPa。 3实测技术方案  2.3数值模拟结果与分析： 通过comsol多物理场耦合分析软件，本模型得出以下结果，其中图2-2（a）至图2-2（r）为comsol软件分析的不同采高的塑性区范围，其中底板塑性区范围是主要研究的对象。（彩色区域为塑性区，颜色越红破坏越严重） 图2-2塑性区分布图 （a） 0.3m采高时的塑性区 （b） 0.4m采高时的塑性区 （c） 0.5m采高时的塑性区 （d） 0.6m采高时的塑性区 （g） 0.9m采高时的塑性区 （h） 1.0m采高时的塑性区 （e） 0.7m采高时的塑性区 （f） 0.8m采高时的塑性区 （i） 1.1m采高时的塑性区 （j） 1.2m采高时的塑性区 （k） 1.3m采高时的塑性区 （l） 1.4m采高时的塑性区 （m） 1.5m采高时的塑性区 （p） 1.8m采高时的塑性区 （n） 1.6m采高时的塑性区 （o） 1.7m采高时的塑性区 （q） 1.9m采高时的塑性区 （r） 2.0m采高时的塑性区 3 实测技术方案 对模拟结果的破坏深度进行统计并且进行线性回归分析的出采高与底板破坏深度的关系。对趋势线代数式进行求导得出导数为0的点为（1.8，13.8）。 图2-3 数据统计与分析 3 实测技术方案 3结论 1）对此趋近线的分析结果表明：采厚小于1.8m时，采高对底板破坏深度的影响明显。 2）当今采煤机械化程度提升很快，采高大多大于1.8m，所以专家提出采高对底板破坏深度无影响应该是根据采高大于1.8m的资料得出的经验结论。 3）目前对于底板破坏深度计算的经验公式如：李万军等用过的 式中,h1为底板导水破坏深度，m；L为开采工作面斜长，m；H为开采深度，m；α为开采煤层倾角。 3 实测技术方案 李白英等用过的： 式中,h1为底板导水破坏深度，m；L为开采工作面斜长，m。 还有一些其他的经验公式，都是以工作面斜长最为底板破坏深度的主要影响因素，没有考虑采高对底板破坏深度的影响。或许是这些经验公式根据的资料大都是涉及采高大于1.8m的工作面，而本文研究工作面小于2m的底板破坏规律，二者是互补，并不矛盾。 参考文献 [1] 钱鸣高, 许家林, 缪协兴. 煤矿绿色开采技术[J].中国矿业大学学报, 2003(4). 我国煤炭工业发展的有关问题综述，2006. [2] 赵才智．煤矿新型膏体充填材料性能及其应用研究[D]．博士学位论文．徐州：中国矿业大学，2007． [3] 古德生.对中国矿业可持续发展问题的思考（一）[J].世界采矿快,1997,2(13):3-5. [4] 张文彬,宋焕斌.21世纪矿业可持续发展问题与对策3[J]. 昆明理工大学学报,1998,23(2):12-19. [5] 周华强,候朝炯,孙希奎,等.固体废弃物膏体充填不迁村采煤[J].中国矿业大学学报,2004,33(2)：154-158. [6] 瞿群迪．采空区膏体充填岩层控制的理论与实践[D]．博士学位论文．徐州：中国矿业大学，2006． 参考文献 [7] 李凤明，耿德庸．我国村庄下采煤的研究现状，存在问题及发展趋势[J]．煤炭科学技术，1999，27(1)：10-13． [8] 黄乐亭．我国村庄下采煤的现状与