急倾斜煤层开采水平基岩应力拱结构分析

李树峰¹，杨双锁^1,2，崔健¹，赵飞¹，李平¹

1. 太原理工大学矿业工程学院2. 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室

摘 要：为了探究急倾斜煤层开采后水平基岩形成的承载结构及地表变形的特征,采用离散元数值模拟计算与实验室相似材料模拟实验进行研究分析。研究结果表明:急倾斜煤层开采后,基岩形成拱脚位于煤层顶底板稳定岩层内的非对称应力拱结构,煤层采厚以及开采垂高的变化对应力拱范围的大小以及失稳形式都有着影响。应力拱承载上覆基岩与冲积层,其稳定性对地表下沉有着重要意义,地表下沉最大值与应力拱拱顶的水平坐标基本相同。应力拱失稳形式有两种,分别为"变形失稳"与"结构失稳"。

关键词：急倾斜煤层;水平基岩;应力拱;相似材料模拟;离散元数值计算;