浅埋煤层开采覆岩移动与破坏的数值模拟对比研究

本文主要探讨了浅埋煤层开采过程中覆岩移动及破坏现象，由倪海敏及其团队在蒙古唐公沟煤矿的研究项目中进行深入分析。浅埋煤层开采的特点使得覆岩稳定性面临较大挑战，特别是在工作面推进过程中，由于覆岩本身的松散特性，周期性地发生来压现象，步距相对较短，即通常表现为“随采随冒”。这表明开采活动对周围岩体的影响是动态且快速的。 在采空区上覆岩层中，观察到了明显的三带分布特征，即上覆岩层在垂直方向上呈现出不同强度和变形响应的分段，这可能是由于岩层的层次结构和应力分布不均匀导致的。然而，尽管裂隙扩展至地表，但这些裂隙主要是小的微裂隙，而非大规模的断裂，反映出浅埋煤层开采过程中的潜在地表沉降主要表现为盆地状。 数值模拟作为一种重要的辅助工具，被用于验证和预测现场观测结果。尽管数值模拟与实际现场监测存在一定的差异，但两者揭示的规律是一致的，这表明数值模型能够提供有价值的工程参考。具体来说，倪海敏等人使用UDEC（通用岩体力学软件）进行数值模拟，该软件能有效地模拟复杂岩体的动力学行为，包括应力应变演化、裂隙发展以及地表变形等。 通过结合现场观测数据和数值模拟的分析，研究者得出结论，对于浅埋煤层开采项目，必须重视覆岩的动态响应，采取合理的开采策略和技术手段，以减少对地表和周边环境的影响。这项研究不仅有助于提高开采过程中的安全性和经济效益，也为类似地质条件下的煤矿开采提供了科学依据和决策支持。