切顶卸压自动成巷的离散元数值模拟

杨晓杰^1,2，侯定贵^1,2，康欢欢^1,2，张民^1,2，王嘉敏^1,2，马星^1,2

1. 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室2. 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院

摘 要：切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术是一种经济有效的无煤柱开采新技术,目前,对此技术进行关键参数研究多采用基于连续力学理论的数值模拟方法,难以实现顶板离层与垮落等物理现象的模拟。采用三维离散元软件对浅埋深煤层切顶卸压自动成巷进行研究,较详细分析了不同切缝高度下采空区上覆顶板岩层应力场与变形移动规律。研究结果表明:离散元法可有效地模拟出上覆岩层的应力场演变过程、块体的位移及岩层跨落;不同顶板预裂切顶高度对顶板顺利切顶成巷有较大影响,切缝应有效切断采空区顶板与留巷顶板间的应力传递。研究结果对切顶卸压自动成巷技术应用过程中参数的研究与分析有一定借鉴意义。

关键词：浅埋深煤层;切顶卸压;自动成巷;超前预裂;数值模拟;