大采深综放开采覆岩移动规律研究：离散元模拟

"大采深综放开采覆岩移动规律离散元数值模拟研究-论文" 本文主要探讨了大采深综放开采时覆岩移动规律，通过对陈家沟煤矿八采区8512和8513综放工作面的地表移动观测数据的分析，揭示了覆岩关键层对地表移动变形的影响机制。研究中，作者运用3DEC离散元数值模拟软件，模拟了不同工作面宽深比条件下的覆岩移动和变形特征，以确保模拟参数的科学性和合理性。 研究表明，工作面宽深比对覆岩移动有显著影响。当宽深比为0.24时，关键层2以下的岩层全部发生断裂破坏，关键层2成为控制地表沉陷的关键因素，其上方岩层在移动中形成离层结构，但地表沉陷量小于关键层2的挠曲量。在宽深比为0.48的情况下，关键层2的底部出现破断，导致结构失稳，引发下沉突变。随着宽深比增加至0.72，关键层2完全破断，但上方厚泥岩层的抑制作用使得导水裂缝带的发育高度趋于稳定，高度约为196米，裂采比达到16.3。最后，当宽深比达到0.96时，覆岩关键层2与其下伏岩层之间的离层闭合，关键层2的铰接结构范围横向扩展，伴随整体下沉，而关键层2下方的岩层在破断后会经历一段时间的密实，不再持续下沉，只是随着开采范围扩大，下沉盆地横向发展。 这些发现对于理解大采深综放开采过程中的岩层动态响应，预测地表沉陷，以及制定合理的开采策略和环境保护措施具有重要意义。此外，离散元数值模拟方法在此类问题中的应用，也为其他类似地质条件下的矿井开采提供了理论支持和计算工具。通过这种数值模拟技术，可以更准确地评估开采活动对地表和岩层稳定性的影响，从而优化开采方案，减少环境风险。