赵庄煤矿综采工作面顶板冒落边界尺寸与模拟规律研究

本文主要探讨了"采空区顶板冒落数值模拟模型边界尺寸确定及冒落规律"这一关键主题，针对赵庄煤矿综采工作面的具体地质情况，作者利用通用离散元软件UDEC构建了物理模型。研究的核心是解决如何设置模型边界以消除边界效应，以确保模拟结果的准确性。 在模型构建过程中，作者对比了不同上边界（垂直方向）和侧向边界（水平方向）尺寸对老顶下沉量的影响。实验结果显示，当模型上边界尺寸大于70米，侧向边界尺寸大于100米时，模拟结果才具有较高的可信度，能够有效排除边界条件对模拟结果的干扰。这表明在进行此类数值模拟时，合理的边界设定至关重要，以保证模拟区域内的力学行为真实反映实际开采过程。 通过对不同工作面推进距离条件下的老顶冒落情况进行分析，研究发现，当推进距离超过300米后，老顶在采空区中部的最大下沉量保持稳定；而在靠近采空区边缘开始，老顶下沉量随深度增加而逐渐增加，尤其是在距离边界100米左右达到最大值2.70米。这表明老顶的下沉行为受采空区边界影响显著。 此外，论文还揭示了老顶中粒砂岩的下沉量与工作面距离的关系，随着距离工作面的增加，下沉量呈现线性增长趋势，直至在工作面后方120米位置下沉量达到最大值2.70米。这一发现对于理解采空区稳定性以及制定相应的防治措施具有重要的实践指导意义。 该论文通过数值模拟方法，不仅确定了模型边界尺寸的选择标准，还揭示了老顶冒落的规律，为煤矿顶板管理提供了科学依据和技术支持，对于保障矿井安全生产具有重要意义。