基于应变能破坏准则的导水断裂带发育高度研究

为确定田庄煤矿15上煤层开采覆岩导水断裂带的发育高度,以15101工作面为例,采用FLAC3D数值模拟软件建立采场模型,将应变能破坏准则作为导水断裂带扩展判据,从能量的角度确定断裂带塑性区发育范围,对矿井开采引起的煤层顶板覆岩运移规律进行模拟。提出基于应变能破坏准则判定数值模型塑性区范围的新方法,通过分析塑性区破坏范围,确定导水断裂带高度。并结合理论公式与井下现场观测对模拟结果进行验证。研究结果表明:以应变能破坏准则为判据,根据塑性区破坏范围得到上覆岩层导水断裂带数值模拟高度为22.8m,与理论计算导水断裂带高度上下限范围为14.4~27.3m和现场实测结果21.44m相比,该判据下所得结果与现场实测结果相接近,验证了应变能破坏准则所得导水断裂带高度的准确性。