特厚煤层采动覆岩裂隙演化规律物理及数值模拟研究

摘要

为准确掌握靖远矿区特厚煤层采动覆岩裂隙演化分布规律,为回采过程中瓦斯抽采系统的布置提供依据,以魏家地矿北1103工作面为试验原型,采用物理相似模拟和UDEC数值模拟相结合的方式开展工作面回采试验,统计特厚煤层采动覆岩周期来压规律,分析回采过程中围岩应力的变化规律,研究特厚煤层采动裂隙的演化分布规律。结果表明:最后一次周期来压时,裂隙带和垮落带停止向上发育,高度分别为39.1 m和127.9 m;围岩应力集中区应力呈轴对称分布,分布范围为8.94~19.8 MPa,卸压区的应力呈抛物线分布,分布范围为0.22~1.46 MPa;卸压区的高度及位移最大区高度随煤层采高的增大逐渐增大,其中卸压区高度的增高趋势趋缓,变化范围为70.4~81.2 m,位移最大区的高度变化范围为52.4~74.8 m,其宽度随采高的增大而减小,变化范围为102.3~71.6 m;采高从6 m增加到12 m时,主关键层出现显著的下沉变形,上方无明显裂隙,下方裂隙激增,采空区压实区宽度减小、高度增加。