矿山压力“三带”

1、参考:5-1 N二片回采工作面采空区冒落带高地为16.84m,裂隙带高度 约为 19.3 23.3m。5-3 s 一片回采工作面采空区冒落带高地为15.7m,裂隙带高度约 为2125 m。模板2)工作面矿山压力数值模计算(1)数值模拟软件简介工作面矿山压力显现采用的是通用离散元程序(UDEC , UniverSal DiS tinct Element Cod e )，该程序是一个处理不连续介质的 二维离散元程序。非连续介质(如岩体中的节理裂隙等)承受静载或 动载作用，所产生的响应，我们用UDEC进行细致的模拟。用离散的 块体集合体来表示非连续介质。不连续面处理为块体间的边界面，这 时候块体可以

2、沿不连续面发生较大的位移和转动。块体可以是刚体或 变形体。变形块体被划分成有限个单元网格，依据给定的“应力一应 变”准则，对每一单元进行分析，结果显示为线性或非线性两种特性。 线性或非线性“力一位移”的关系可以控制不连续面所发生的法向和 切向的相对运动。在UDEC中，开发了几种材料特性模型，他们可以 很好的分析完整块体和不连续面。进而去模拟不连续地质界面可能出 现的典型的特性。块体系统的变形和大位移，都可以用UDEC基于“拉 格朗日”算法来进行模拟。(2 ) UDEC数值建模及计算根据5-3煤层赋存条件，建立工作面走向模型图2.11所示，模型 范围为150mx130m，模拟煤层厚度取4.2m。

3、计算模型边界条件确定如下：模型左右边界施加水平约束，即边 界水平位移量为零；模型底部边界固定，即底部边界水平、垂直位移 量均为零；模型顶部为自由边界。根据金尼克理论，地壳中任意一点的垂直应力b广抻，计算得到模型上部边界所受垂直应力为b v =23.5x366 =8. 6MP a，水平应力取垂 直应力的1.5倍。根据计算模型边界载荷条件如下：工作面模型两侧施加9.4419.5 2MPa的梯度应力，顶部施加8.6 MPa，垂直方向设定自重载荷。具体模型见图2.11所示，建模后UDEC计算图见图2.12所示。5-3为3m。5-3为3m。厚度模拟过程中工作面控顶范围取4m，回采高度选定3m，以循环进

4、度0.6m逐次开挖（回采），观测顶煤应力（压裂效应）及位移变化 情况。模拟结果见图2.12图2.13所示。JCeiTILELEGENDk2fllJ06 TITLEMDfCfVg商里彻LEGE9-WUN-11 T9tl6 cycle 4150 Nock picc no Jones 瞅日 5329 檀 乱jricK 心 336 needed JCeiTILELEGENDk2fllJ06 TITLEMDfCfVg商里彻LEGE9-WUN-11 T9tl6 cycle 4150 Nock picc no Jones 瞅日 5329 檀 乱jricK 心 336 needed hi pflit (X 2213 Eefktie (c) 而面推HfUI1 AUIS.Tmr图24工Mmwg与 Mmedta UA11J1fc1s1i一通过模拟可以看出，随着工作面的推进七顶板内部应力发生变化S*ca Consjtng 印作面推进43jni由模拟结果图可以看出，当工作面推进31.6m时，顶板发生松动、 冒落。顶板弯曲下沉，老顶初次来压，冒落带高度约13.63m，裂隙 带高度约为19.4m。随着工作面的持续推进，控顶区上部顶煤持续发 生屈服破坏，破坏范围向上发展。当工作面推进46.8m时，顶板再次发生垮落，垮落高度约为 15