煤矿顶板采动破坏高度模拟与实测技术研究

针对工作面开采后顶板采动破坏带探测难题,为了掌握开采引起的顶板岩层裂隙发育高度,确保含水层下煤层安全开采,先采用经验公式预计、FLAC3D数值模拟等方法,对阳城煤矿实际工作面顶板采动裂隙发育高度进行计算和模拟,再运用"钻孔双端封堵测漏装置"进行现场实测,对经验公式预计和数值模拟结果进行验证,并使三者结果进行相互比对。研究表明:(1)顶板采动破坏带发育高度的理论公式预计值为41.3m,数值模拟结果为33.92m,现场实测结果为37.67m;数值模拟结果与现场实测所得结果基本接近,而经验公式预计的结果偏于保守,综合考虑,确定该工作面顶板岩体采动最大破坏高度为37.67m;(2)随着工作面推进,顶板塑性区不断增大,当工作面推进至90m时,顶板岩体裂隙发育高度已经达至上限值33.92m,此后不再增加,塑性区最大高度呈一条与煤层顶部近似平行的直线,且顶板塑性区变化与最大主应力的变化趋势一致;(3)从煤层倾向切面来看,顶板塑性区发育高度形状近似成"马鞍形",这与实际相吻合。综上所述,该煤矿顶板采动破坏高度模拟与实测结果,可指导煤矿安全生产,并为矿井防治水提供重要的科学依据,具有重要的实用价值。