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巨厚砂岩顶板应力位移场分布特征及应用研究

杨合远  
【摘要】:针对新集二矿210108工作面实际工程条件,顶板为巨厚砂岩,本论文采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合综合研究方法,对巨厚砂岩顶板条件下顶板应力位移场分布特征进行了研究。 通过现场勘察,阅读文献资料,掌握一定的理论分析方法,结合现场工程地质,明确研究分析方法:数值模拟及现场试验。 运用FLAC3D数值模拟软件,根据顶板厚度及岩性不同,建立了5种计算模型,获得了不同条件下顶板应力位移场随顶板垂直方向、工作面走向、工作面倾向分布特征,总结不同条件下顶板应力位移场分布特征的异同,顶板厚度及岩性对应力位移场影响很大。 在巨厚砂岩顶板条件下,采空区顶板表面变形量最小,顶板三个方向主应力都为拉应力范围、第三主应力为拉应力范围及主拉应力值最大,垂直位移梯度衰减最慢。并具有较大冒落带及裂隙带高度。顶板厚度和岩性显著影响采动影响范围。在巨厚砂岩顶板条件下,采动对工作面煤层顶板超前及滞后影响范围最大。 根据现场情况,安装多点位移计观测工作面开采过程中顶板位移值,通过数据库软件分析数据,得出巨厚砂岩顶板位移场的分布特征,并与数值模拟结果相对比,验证了数值模拟结果的合理性。 通过数值模拟及现场实测结果对其应用研究,可以得出采空区“三带”高度及分布特征、高抽巷合理层位确定、煤柱留设宽度及对临近巷道煤层的影响。为工作面开采提供依据。


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