王静民

（晋能控股煤业集团云岗矿，山西 大同 037000）

同煤集团云冈矿首采81109 工作面在进行开采过程中，由于煤层间的距离较小，煤层巷道的顶板受上覆煤层采动的影响，矿压显现规律不明，且液压支架和巷道围岩的关系也不清楚，给支护工作带来一定的盲目性，影响安全生产[1]。因此，要对81109 工作面的覆岩规律进行研究，为安全开采提供依据。

1 概况

81109 工作面开采11-2 号煤层，煤层赋存比较稳定，结构相对简单。煤层局部含有一层夹矸，呈单向倾斜布置。煤层平均厚度2.2 m，煤层倾角4°，工作面走向长度为1136 m，倾斜长度为119 m，与上覆7 号、8 号以及11-1 号煤层的层间距为49.91 m、41.29 m、3.2 m，在开采时两巷沿顶板方向掘进，具体布置如图1[2]。11-1 号煤层已开采完，11-2 号煤层与11-1 号煤层的间距过小，上覆煤层开采时会严重破坏81109 工作面顶板，使回采巷道出现变形或破坏。

图1 81109 工作面巷道布置图

2 覆岩规律模拟分析

2.1 建立数值模拟模型

首先针对距离较近的煤层工作面建立离散数值模型，三维计算模型尺寸为800 m×400 m×259 m，采用UDEC 软件对模型进行分析。沿工作面水平方向进行推进，整个模型由六面体网格组成，其中，块体使用摩尔库伦模型，节理使用面接触库伦滑移模型[3]。同时，对模型的两边和底部进行约束，限制位移边界，对模型的顶部施加0.8 MPa 的静载荷，对模型的两边各留设50 m 防水煤柱，对工作面回采巷道横向掘进300 m、竖直方向140 m 进行模拟，整个模型包含196 000 个单元和207 959 个节点。

2.2 主应力分布规律

通过长期对工作面主应力的监测，在巷道顶板较厚的区域，在工作面掘进30 m 时，直接顶一般不会出现垮落，在工作面超前区域，会出现低应力现象；……