摘要:
煤层采动过程中,应力重分布将导致底板岩体的变形破坏,明确底板变形破坏特征是采场地质保障的有效方式。为此,建立支承压力扰动与采空区卸压两个阶段的底板力学模型,并基于Mohr-Coulomb准则及岩体卸荷破坏机制获得不同阶段下底板岩体变形破坏特征。研究结果表明:煤体强度、开采强度、初始受力均影响采动应力分布规律,采动应力与塑性破坏深度xp负相关;超前采动支承应力的增大,主应力差值呈现下降趋势,导致岩体内部最大剪应力相应降低,致使压剪破坏深度减小,采高由2.5 m~4.0 m,底板岩体压剪破坏深度分别为16.96m、18.02m、18.63m、19.02m;在采空区卸荷条件下,围岩应力状态趋于一致,超前采动支承应力越大,引起卸荷量上升进而加剧卸荷张拉破坏的深度,当采高仍取2.5m ~4.0m时,底板岩体对应的卸荷破坏深度为21.56m、19.15m、18.03m、17.74m。结合现场初采高度3.5m,光纤和电法测试系统显示:在光纤长度12m、15-37m位置处附近岩层拉应变最大值为+1800με,压应变最大值达-1500με,电流值在4.2m至17.7m较大,综合测试结果获得底板岩体破坏深度最大为17.7m,与理论计算结果大致相当。