巨厚砂岩顶板应力位移场分布特征及应用研究

【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。