【摘 要】
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广西部分煤矿顶板受上部承压含水层及采动应力的影响,回采作业安全面临巨大挑战。本文基于“应力-渗流-损伤”多物理场耦合原理,采用COMSOL软件构建数学模型,对广西合山贵能能源有限责任公司三矿4103工作面开展不同工作面长度、水头压力、回采距离情况下顶板变形与涌水量的相关性研究,解决承压水下煤层开采的复杂问题,为相似条件工作面安全开采提供参考。研究结果如下:（1）涌水量与工作面长度密切相关,随着工作
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广西部分煤矿顶板受上部承压含水层及采动应力的影响,回采作业安全面临巨大挑战。本文基于“应力-渗流-损伤”多物理场耦合原理,采用COMSOL软件构建数学模型,对广西合山贵能能源有限责任公司三矿4103工作面开展不同工作面长度、水头压力、回采距离情况下顶板变形与涌水量的相关性研究,解决承压水下煤层开采的复杂问题,为相似条件工作面安全开采提供参考。研究结果如下:（1）涌水量与工作面长度密切相关,随着工作面长度增加,涌水量突增初始时间越早、变化越快,发生突水可能性越高;最大应力与水头压力呈正相关,随工作面推进,最大应力呈波动上升趋势,采空区两端及上方顶板均有明显的应力集中现象;顶板塑性形变量与水头压力、回采距离呈正相关;涌水量与水头压力、回采距离呈正相关。（2）顶板塑性变形可分为四个阶段:首先顶板下部发生塑性变形,呈拱桥状且形变量较小;然后顶板下部塑性变形增大,上部发育成一个闭合圆环;接着顶板塑性变形进入快速发展阶段,两部分塑性变形区连通,直至出现贯通裂隙,并不断扩大;最后顶板出现新的塑性变形区,但与原塑性变形区未连接。（3）涌水量与塑性变形有明显相关性,涌水量突增时顶板发生关键塑性变形,出现贯通裂隙;受采动及水头压力影响,最大应力值快速波动上升,顶板岩层发生裂隙萌生和扩展,顶板岩层的连续性发生破坏,导水通道贯通诱发涌水量突增。
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