广西合山煤田浅埋煤层采空区塌陷机理数值分析

李远耀¹，唐朝晖²，陈仁全³

1. 中国地质大学(武汉)地质调查研究院2. 中国地质大学(武汉)工程学院3. 中南勘察设计院(湖北)有限责任公司

摘 要：针对广西合山煤田煤炭资源的枯竭,煤层开采引发的地面塌陷日益增多,地质灾害问题突出的现状,以煤田上塘矿区中南部的4个浅埋采空区为研究对象,在野外调查的基础上,利用离散元法建立三维数值模型,进行采空区顶板和地表的变形与应力分析,探讨了采空塌陷机理模式。分析结果表明:①采空区规模直接决定了地表变形程度,表土层厚度的影响作用是双向的;②地表水平移动极大值向下山方向偏移,下山方向顶板覆岩更易断裂和垮落;③采空区上覆岩层发育"两带",主要破坏形式为拉张破坏和剪切破坏;④浅埋采空塌陷的形成可归纳为开始、发展、贯通和稳定4个阶段,不同阶段均有典型的变形和受力表征。

关键词：浅埋煤层;采空塌陷;离散元法;破坏机理;