软岩近距离煤层采动覆岩破坏特征模拟研究*

2021-07-07贾林刚

矿山测量 2021年3期

贾林刚

(1.中煤科工生态环境科技有限公司，北京 100013；2.中煤科工集团北京土地整治与生态修复科技研究院有限公司，北京 100013)

煤矿开采过程中造成原岩破坏，引起应力重新分布，采动覆岩破坏发育特征与煤矿安全生产关系密切，从矿山压力角度分析，采动过程是围岩应力场重新分布的一个动态过程，在这过程中，覆岩从弹性变形过渡到塑性变形、再到出现裂隙，位移不断增大直至破坏垮落。随着采矿技术的进步，我国煤炭开采逐渐向深部延伸发展，深部开采地质条件复杂，煤岩力学特性在高温、高地应力等特定环境下发生变化[1-2]，在深部的软顶、软煤和软底的“三软”煤岩层地质条件下的煤层群组开采，不同于一般岩层的单一煤层开采，煤岩的力学性质在采动过程中因多因素耦合作用具有复杂多变性，其覆岩破坏结构、基本力学行为特征、工程响应及地表移动规律具有明显不同特性[3-6]。由于采动围岩变形破坏特征与矿井原岩应力场、煤岩体力学性质、顶底板结构、岩层倾角等多种因素相关，因此，借助相似模拟实验的模拟分析方法，可再现开采情景，直观清晰的研究煤层组开采过程中，覆岩的力学演化特性、顶板裂隙破断发生及发展轨迹、塑性区发展形态和地表移动变形规律，从而指导矿井正常生产和保护地面建筑物的安全使用[7-11]。