覆岩裂隙带发育高度数值模拟和现场实测
【图文】：
沿倾向长度200m，高度120m，煤层倾角近水平(0°)。整个模型划分为29600个网格，共32718个节点。所建模型如图1所示。2.2数值模型参数的选取数值模型中岩层按照由上向下的顺序布置，所选取的岩石物理力学参数见表1。受模型尺寸大孝计算容量、运算速度所限，将模拟岩层简化为均布载荷加载。数值模型的上边界采用与相似材料模拟实验相类似的简化方法，模型上边界加载大小为上覆岩层自重应力，模型上边界埋深为330m，上覆岩层的平均重力密度为2.65×104N/m3，计算得模型图116105工作面数值计算模型图上边界所加载荷为8.75MPa。表1岩石物理力学参数序号岩层类别密度/(kg/m3)体积模量/GPa切变模量/GPa抗拉强度/MPa黏聚力/MPa内摩擦角/(°)厚度/m1等效岩层245011.896.233.406.032102泥粉互层23107.386.632.245.032123中砂岩25005.755.042.405.034124粉砂岩26804.834.114.905.43835页岩25203.253.573.106.235106中砂岩24002.402.892.404.83487泥岩22308.205.282.604.52868砂质泥岩26508.908.502.236.5385916煤层14000.820.283.000.528210粉砂岩248011.6813.704.507.2361811细砂岩254010.3710.905.806.7371212中砂岩248013.639.636.205.746222.3数值模拟结果分析2.3.1工作面塑性破坏区模拟结果分析从图2可以看出，16105工作面推进200m时覆岩顶板出现了不同程度的破坏，自煤层顶板由下而上，依次为拉伸破坏区、拉伸裂隙区、剪切破坏区和未破坏区。上覆岩层破坏形态呈现类似“马鞍”形，在工作面上方和开切眼处，破坏程度达到最大，而在采空区上方破坏高度相对较校在采空区的上覆岩层主要以拉伸和拉剪破坏为主，再向上以剪切破坏为主。(a)沿走向剖面(b)沿倾向剖面图2工作面推进200m时塑性破坏区分布图2.3.2工
淠Ａ?GPa抗拉强度/MPa黏聚力/MPa内摩擦角/(°)厚度/m1等效岩层245011.896.233.406.032102泥粉互层23107.386.632.245.032123中砂岩25005.755.042.405.034124粉砂岩26804.834.114.905.43835页岩25203.253.573.106.235106中砂岩24002.402.892.404.83487泥岩22308.205.282.604.52868砂质泥岩26508.908.502.236.5385916煤层14000.820.283.000.528210粉砂岩248011.6813.704.507.2361811细砂岩254010.3710.905.806.7371212中砂岩248013.639.636.205.746222.3数值模拟结果分析2.3.1工作面塑性破坏区模拟结果分析从图2可以看出，16105工作面推进200m时覆岩顶板出现了不同程度的破坏，自煤层顶板由下而上，依次为拉伸破坏区、拉伸裂隙区、剪切破坏区和未破坏区。上覆岩层破坏形态呈现类似“马鞍”形，在工作面上方和开切眼处，破坏程度达到最大，而在采空区上方破坏高度相对较校在采空区的上覆岩层主要以拉伸和拉剪破坏为主，再向上以剪切破坏为主。(a)沿走向剖面(b)沿倾向剖面图2工作面推进200m时塑性破坏区分布图2.3.2工作面垂直应力场模拟结果分析工作面沿走向推进200m时，其走向和倾向的垂直应力场如图3所示，可以看出，随着工作面的推进，采空区上方应力由拉应力逐渐转变为压应力，，应·58·Vol.43No.1Feb.2016矿业安全与环保MININGSAFETY＆ENVIＲONMENTALPＲOTECTION第43卷第1期2016年2月
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