多关键层结构下不同采厚覆岩移动及围岩响应特征

作者：原富珍; 马克^*; 唐春安; 王苏健; 郭涵宇

来源：煤炭科学技术, 2022, 50(06): 211-218.

DOI：10.13199/j.cnki.cst.2020-0258

• 覆岩移动
• 多关键层结构
• 支承应力
• 围岩

针对多关键层结构下煤厚复杂工作面覆岩移动及围岩应力问题，采用RFPA-Strata数值模拟方法研究了多关键层结构下不同采厚关键层破断特征及不同关键层破断前后支承应力响应特征。结果表明：(1)采高小于2.5 m时仅低位关键层破断且能够形成稳定的砌体梁结构，此时低位关键层能够承载自身及其上方至中位关键层下方岩层重量，煤体仅需承载低位关键层下方软岩重量及附加载荷，煤岩体承载力较好，超前支承应力峰值随采高增加逐渐增大。(2)采高大于3 m时中位、低位关键层均发生破断，中位关键层破断后形成砌体梁结构，此时中位关键层能够承载自身及其上方至高位关键层下方软岩重量；低位关键层破断后其断裂的岩块未能与前方未完全破断的岩层铰接，低位关键层为悬臂梁结构，此时煤体需承载煤层上方至中位关键层下方岩层重量及附加载荷，超前段煤岩体发生大量剪切破坏导致煤岩体承载力降低，超前支承应力峰值随采高增加逐渐减小。(3)关键层运动影响支承应力分布特征，关键层完全破断后低位关键层下沉位移量减小，超前支承应力峰值大小及其距煤壁的距离随关键层破断均减小。(4)采高大于3 m时，低位关键层破断后主要影响超前支承应力峰值点距煤壁距离，峰值大小变化较小；中位关键层层破断后主要影响支承应力峰值大小，峰值点距煤壁距离变化较小。

• 单位
  陕西煤业化工技术研究院有限责任公司; 海岸和近海工程国家重点实验室; 大连理工大学