片帮冒顶区顶板稳定性数值模拟研究

摘要

本文以新集二矿211112工作面地质条件为背景,运用FLAC 3D数值模拟方法,分析研究大倾角松软煤层大面积空顶区顶板和煤壁稳定性。研究表明:在片帮深度达到6 m后,应力释放降低幅度减小,应力释放最大区域扩大,顶板冒顶发生的可能性较大;随着片帮深度增加,在空顶区上部应力释放区域逐渐扩展的同时,剪切应力释放向上方岩层发展,顶板稳定性随之降低;超前支承压力峰值先增加后减小,存在片帮现象时超前支承压力峰值位置向深部转移,在超前支承压力峰值点后,垂直应力值随着片帮深度的增加而增大,增幅逐渐下降;随着空顶区的形成,工作面超前支承压力重新分布,在空顶区前方煤壁中重新形成应力集中,继续产生片帮的危险性稍有降低。通过数值模拟的分析研究,为现场实际对工作面片帮冒顶原因和处理方法提供理论依据。