煤矿开采

2020, (03) 033011

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承压水上煤层底板破坏特征研究--以山西义棠煤矿为例
Study on failure characteristics of coal seam floor above confined water: A case study of Shanxi Yitang Coal Mine

马文著1,周晓敏1,谭 帅2

摘要(Abstract):

为探究工作面推进过程中不同水压对煤层底板应力变形与破坏特征的影响,以山西义棠煤业10号煤层为背景,基于流-固耦合理论,根据实际地质条件借助ABAQUS商业有限元软件建立有限元模型。从煤层底板变形量、最大拉应力空间分布以及煤层底板塑性变形区3个角度进行分析。结果表明:当工作面推进至一定距离后,底板变形随着水压的升高而增大;不同水压下煤层最大拉应力、底板塑性区具有一定的相似性,都呈“近似勺形”分布;最大拉应力沿工作面走向先减小后增大,且随水压的提升向煤层底板更深处延伸;实测数据显示:义棠煤业10号井工作面底板最大破坏深度为14.64 m,与模拟结果相差不大。研究结果有望对承压水上煤层底板变形破坏机理进行一定程度的补充。

关键词(KeyWords): 流-固耦合;水压;底板变形量;最大拉应力;塑性区

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作者(Author): 马文著1,周晓敏1,谭 帅2

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