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本文采取力学分析、数值模拟和现场实测方法研究采动过程中的底板应力场变化及变形破裂情况。结合山东东山矿业王楼煤矿11301工作面,并建立该工作面采动数值模型进行模拟,分析出底板采动应力和破裂区域,将模拟结果跟理论计算结果和现场观测结果进行对比分析,得出以下结论: (1)根据工作面回采过程中煤层顶板不同的运动阶段,可以把工作面回采过程分为初次来压阶段和周期来压阶段,基于“下三带”和矿压理论建立底板在两个阶段中受采动影响下支承压力分布的力学模型,并用弹性力学理论分别解出两个模型中底板岩体内任意一点的应力,以此计算得出底板岩体内任一点的应力,通过Mohr-Coulomb强度准则判断各点的破坏情况,得出底板破裂范围。同时应用塑性理论求出底板破裂的最大深度和破裂区域的范围。 (2)分析底板岩体破裂机理,底板岩体内有大量的节理、裂隙等结构面,研究结构面的破坏形态,并据此分析出影响底板破裂的影响因素,通过数值模拟的方法对影响因素进行单因素分析,得出各个因素对底板破裂深度的影响。 (3)通过钻孔双端封堵注水技术对王楼煤矿11301工作面底板随采动破坏的情况进行观测。通过对观测结果的分析,得出王楼煤矿11301工作面底板的破裂深度为12.9m,小于煤层至含水层的距离。 (4)结合王楼煤矿11301工作面的实际情况,底板采动破裂深度的数值模拟结果为12~15m,理论计算结果为13~14m,而实测值为12.9m,通过工作面不同推进距离的应力和破裂深度,可以知道所建立的数值模型是可行的。 对上述研究内容,实测结果与理论计算和数值模拟结果相符合,与此同时理论计算和数值模拟的结果为煤层开采前的事故预测提供参考。