不同刚度充填体采场应力分布及覆岩移动规律_中国煤炭行业知识服务平台

不同刚度充填体采场应力分布及覆岩移动规律

作者

李鹤鹤冀宇鑫宋高峰
单位

北方工业大学土木工程学院
摘要

为研究不同充填体刚度对采煤工作面围岩稳定性的影响，采用PHASE 2D有限元软件建立数值模拟，对充填体不同刚度条件下采场垂直应力及覆岩垂直位移进行了研究，分析了工作面前后方支承压力分布特征、采场围岩下沉量等。研究结果表明，当充填体弹性模量为2 000 MPa时，煤体塑性区宽度为1.98 m;当充填体弹性模量增大到3 000 MPa、4 000 MPa时，煤体塑性区宽度降低为1.5 m;当充填体弹性模量为2 000 MPa时，工作面前方煤体支承压力系数峰值为1.8;当充填体弹性模量为3 000 MPa、4 000 MPa时，支承压力系数峰值分别为1.71和1.67;模型工作面推进200 m后，当弹性模量为2 000 MPa时，直接顶下沉量最大值为20 mm，当弹性模量为3 000 MPa、4 000 MPa时，直接顶下沉量最大值为17 mm;随着充填体刚度不断增大，垂直位移随着弹性模量增大而逐渐减小，垂直位移最大值分别为45 mm、40 mm、37 mm。分析认为，提高充填体刚度能够降低煤体破坏范围和提高围岩稳定性，但随着充填体刚度的进一步提升，这一趋势不再明显。
关键词

充填开采弹性模量数值模拟支承应力覆岩移动
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金资助项目（52004010）；北京市自然科学基金（2204080）；北京市教委科技计划一般项目（KM202010009001）；
文章目录

0 引言
1 数值模型的建立
1.1 工况概括
1.2 模型介绍
2 数值模型结果
2.1 工作面前方煤体塑性区云图分析
2.2 垂直应力演化规律
2.3 工作面支承压力峰值
2.4 工作面前后方直接顶下沉量
2.5 不同刚度充填体垂直位移变化规律
3 结论
引用格式

李鹤鹤,冀宇鑫,宋高峰.不同刚度充填体采场应力分布及覆岩移动规律[J].陕西煤炭,2022,41(03):1-4+12.
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