余吾煤业深部综放工作面覆岩运移特征的数值模拟与实测分析

本文主要探讨了余吾煤业深部综放开采工作面上覆岩层的运移特征，以该煤矿作为试验矿井，研究者采用了UDEC数值模拟软件进行深入分析，并辅以相似材料模拟试验来揭示“两带”（即冒落带和裂隙带）的动态发展规律。在实地研究中，作者利用井下钻孔电视探测技术对工作面的裂隙发育情况进行了细致的现场测量，结果显示： 1. 冒落带与裂隙带的高度：在深部综放工作面上，冒落带的高度约为33米，而裂隙带则达到了57米。这表明随着开采深度的增加，上覆岩层的运动更加显著，可能导致更大的地表变形。 2. 应力集中与稳定性：随着工作面推进距离的变化，同一煤岩层下的应力集中系数呈现出先增大的趋势，但随后趋于稳定，最终保持在一个相对固定的数值。这反映了岩层在开采压力作用下的力学响应过程。 3. 离层现象：工作面中部的离层量较小，而两端的离层情况更为明显。这意味着开采活动在工作面边缘可能会导致更大的地表断裂和塌陷。 4. 裂隙发育特性：动态条件下，裂隙的发育宽度大多数小于25毫米，这说明尽管开采活动强烈，但大部分裂隙仍处于相对较小的尺寸范围，这对煤矿的安全开采具有重要意义。 关键词和分类： - 数值模拟 (Numerical Simulation)：通过计算机模型模拟岩层的力学行为，预测开采活动的影响。 - 相似材料模拟 (Similar Material Simulation)：实验室中的实验方法，用来模拟真实的地质条件。 - “两带”高度 (Two Zones Height)：指冒落带和裂隙带的垂直位置，对开采稳定性至关重要。 - 钻孔电视 (Borehole Television)：一种用于监测地下结构的技术，提供了工作面裂隙的实际观测数据。 - 裂隙发育 (Joint Development)：开采过程中岩体中裂隙的生成和扩展。 - 采动裂隙 (Mining-Induced Joints)：由于开采引起的岩石破裂，是煤矿安全的重要关注点。 - 覆岩运移规律 (Overburden Rock Migration Pattern)：开采活动下上覆岩层的运动模式，影响地面稳定性。 这篇文章详细探讨了余吾煤业深部综放工作面上覆岩层的复杂运动特征，对于理解此类矿井的开采风险和优化开采策略具有重要的理论和实践价值。