礦山壓力“三帶”

1、參考:5-1 N二片回采工作面采空區(qū)冒落帶高地為16.84m,裂隙帶高度 約為 19.3 23.3m。5-3 s 一片回采工作面采空區(qū)冒落帶高地為15.7m,裂隙帶高度約 為2125 m。模板2)工作面礦山壓力數(shù)值模計算(1)數(shù)值模擬軟件簡介工作面礦山壓力顯現(xiàn)采用的是通用離散元程序(UDEC , UniverSal DiS tinct Element Cod e )，該程序是一個處理不連續(xù)介質(zhì)的 二維離散元程序。非連續(xù)介質(zhì)(如巖體中的節(jié)理裂隙等)承受靜載或 動載作用，所產(chǎn)生的響應(yīng)，我們用UDEC進(jìn)行細(xì)致的模擬。用離散的 塊體集合體來表示非連續(xù)介質(zhì)。不連續(xù)面處理為塊體間的邊界面，這 時候塊體可以

2、沿不連續(xù)面發(fā)生較大的位移和轉(zhuǎn)動。塊體可以是剛體或 變形體。變形塊體被劃分成有限個單元網(wǎng)格，依據(jù)給定的“應(yīng)力一應(yīng) 變”準(zhǔn)則，對每一單元進(jìn)行分析，結(jié)果顯示為線性或非線性兩種特性。 線性或非線性“力一位移”的關(guān)系可以控制不連續(xù)面所發(fā)生的法向和 切向的相對運(yùn)動。在UDEC中，開發(fā)了幾種材料特性模型，他們可以 很好的分析完整塊體和不連續(xù)面。進(jìn)而去模擬不連續(xù)地質(zhì)界面可能出 現(xiàn)的典型的特性。塊體系統(tǒng)的變形和大位移，都可以用UDEC基于“拉 格朗日”算法來進(jìn)行模擬。(2 ) UDEC數(shù)值建模及計算根據(jù)5-3煤層賦存條件，建立工作面走向模型圖2.11所示，模型 范圍為150mx130m，模擬煤層厚度取4.2m。

3、計算模型邊界條件確定如下：模型左右邊界施加水平約束，即邊 界水平位移量為零；模型底部邊界固定，即底部邊界水平、垂直位移 量均為零；模型頂部為自由邊界。根據(jù)金尼克理論，地殼中任意一點(diǎn)的垂直應(yīng)力b廣抻，計算得到模型上部邊界所受垂直應(yīng)力為b v =23.5x366 =8. 6MP a，水平應(yīng)力取垂 直應(yīng)力的1.5倍。根據(jù)計算模型邊界載荷條件如下：工作面模型兩側(cè)施加9.4419.5 2MPa的梯度應(yīng)力，頂部施加8.6 MPa，垂直方向設(shè)定自重載荷。具體模型見圖2.11所示，建模后UDEC計算圖見圖2.12所示。5-3為3m。5-3為3m。厚度模擬過程中工作面控頂范圍取4m，回采高度選定3m，以循環(huán)進(jìn)

4、度0.6m逐次開挖（回采），觀測頂煤應(yīng)力（壓裂效應(yīng)）及位移變化 情況。模擬結(jié)果見圖2.12圖2.13所示。JCeiTILELEGENDk2fllJ06 TITLEMDfCfVg商里徹LEGE9-WUN-11 T9tl6 cycle 4150 Nock picc no Jones 瞅日 5329 檀 亂jricK 心 336 needed JCeiTILELEGENDk2fllJ06 TITLEMDfCfVg商里徹LEGE9-WUN-11 T9tl6 cycle 4150 Nock picc no Jones 瞅日 5329 檀 亂jricK 心 336 needed hi pflit (X 2213 Eefktie (c) 而面推HfUI1 AUIS.Tmr圖24工Mmwg與 Mmedta UA11J1fc1s1i一通過模擬可以看出，隨著工作面的推進(jìn)七頂板內(nèi)部應(yīng)力發(fā)生變化S*ca Consjtng 印作面推進(jìn)43jni由模擬結(jié)果圖可以看出，當(dāng)工作面推進(jìn)31.6m時，頂板發(fā)生松動、 冒落。頂板彎曲下沉，老頂初次來壓，冒落帶高度約13.63m，裂隙 帶高度約為19.4m。隨著工作面的持續(xù)推進(jìn)，控頂區(qū)上部頂煤持續(xù)發(fā) 生屈服破壞，破壞范圍向上發(fā)展。當(dāng)工作面推進(jìn)46.8m時，頂板再次發(fā)生垮落，垮落高度約為 15