综放采场支承压力影响覆岩裂隙发育的机理研究

"综放采场支承压力对覆岩裂隙发育规律的影响机理研究" 本文主要探讨了综放开采过程中，支承压力变化对上覆岩层裂隙发育规律的影响机理。在煤炭开采中，当煤体被开采后，原有的应力平衡被打破，导致工作面前方的支承压力动态变化。这种变化使得上覆岩体发生失稳变形，最终产生破裂，形成了采动应力降低区和采动裂隙场。 通过使用RFPA（Rock Failure Process Analysis）有限元方法，研究人员能够模拟综放工作面开采时上覆岩层裂隙的时空动态演化特性，并获取了工作面前方支承压力及裂隙发育高度的具体数据。这些量化信息对于理解和预测煤岩层的变形行为，以及优化高位瓦斯抽放巷的布置具有重要意义。 作者指出，煤层及其覆岩本质上是孔隙-裂隙结构体，综放开采过程中的煤岩变形实质上是新裂隙生成和原有裂隙闭合的动态过程。支承压力的变化直接影响煤体和覆岩的透气性。应力场的变化会在煤岩体周围形成应力降低区和应力增高区，前者可能导致渗透性的增加，后者则可能降低渗透性。 钱鸣高院士和刘天泉等人的研究提出了“横三区”、“竖三带”的理论，这一理论认为采场支承压力的变化是导致“三带”演化及其特征的关键因素。为了深入理解支承压力与覆岩破坏之间的关系，研究通常采用理论分析、相似实验、数值模拟和现场观测等多种方法，并通过这些方法的相互验证来提升研究的准确性。 文章以某矿的综放工作面为例，介绍了该工作面的基本情况，包括走向长壁式的布置方式、煤层厚度、倾斜角度、巷道高度以及工作面尺寸。同时，提供了岩层的物理力学性质参数，如重力密度等，这些参数对于构建数值模型和进行模拟计算至关重要。 该研究旨在通过深入分析支承压力对覆岩裂隙发育的影响，为提高煤炭开采的安全性和效率提供理论支持和实践指导，特别是对于高位瓦斯抽放巷的合理设计和布局具有实际应用价值。