综采导水裂隙带发育高度主控因素模拟研究

发布时间：2024-12-27 00:38

　　 为了更好地研究综采导水裂隙带发育情况,利用FLAC^3D数值模拟软件,以正交试验设计为基础,进行了16组正交试验,分析采高、工作面斜长、岩层结构、顶板抗压强度、采深等因素对导水裂隙带发育高度的影响。结果表明:随着采高和工作面斜长的增加,导水裂隙带发育高度也逐渐增大,导水裂隙带发育高度与采高、采深及工作面斜长成正比,与顶板抗压强度成反比。按照导水裂隙带发育高度由大到小的顺序,相应的岩层结构排序为:坚硬-坚硬、软弱-坚硬、坚硬-软弱、软弱-软弱。模拟结果的极差分析表明,按照权重由大到小的综采导水裂隙带发育高度主控因素排序为:采高、工作面斜长、岩层结构、顶板抗压强度、采深。

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【部分图文】：

图1 数值模拟模型

根据表2试验方案设计表的试验安排，利用FLAC3D共进行16次模拟，一般工作面推进300m左右，导水裂隙带高度发育基本达到最高[18]，所以本模型采用摩尔库伦模型，模型尺寸为长×宽×高=400m×300m×200m的矩形模型，即沿工作面推进方向为400m，垂直推进方向为300m....

图2 采场覆岩塑性区分布

根据模拟结果，选取较为有代表性的塑性区分布情况加以分析，如图2所示。从图2可以看出，围岩塑性区的发展大致有两种形态：当进行试验7时，围岩塑性区的发展呈现两边高、中间低的形态，而且塑性区影响范围内有未破坏区域；而当进行试验10时，围岩塑性区发展区域较试验7时得到了很大的扩展，大致仍....

图3 围岩垂直应力

16组模拟试验的垂直应力分布特征大体相似。选取试验水平1,5,9,13（采高均为3m）的垂直应力数据加以分析，如图3所示。从图3可以看出，4条曲线基本呈对称形态，这是因为模型的回采是对称进行的，且随着工作面长度的增加，其低值应力区域增大。当工作面长度从100m增加到150m时，可....

图4 各试验水平导水裂隙带高度

当岩层结构为坚硬坚硬时，导水裂隙带发育高度都相对较大，如试验4和试验11；当岩层结构为软弱软弱时，导水裂隙带发育高度都相对较小，如试验5。这是因为岩层坚硬完整更容易破断，产生导水高度更高，而岩层软弱破碎，其因采动而产生的导水高度则相对较小，所以按照产生导水高度由大到小的顺序，岩层....

本文编号：4020871