浅埋坚硬覆岩下开采地表塌陷机理研究_王金安.pdf

DOI牶牨牥牣牨牫牪牪牭牤j牣cnki牣jccs牣牪牥牥牱牣牨牥牣牥牥牰 　第 32卷第 10期 煤 　　炭 　　学 　　报 V o.l 32　N o. 10　 　 2007年 10月 JOURNAL OF CH INA COAL SOC IETY O c.t 　 2007　 　　文章编号 :0253 - 9993(2007)10 - 1051 - 06 浅埋坚硬覆岩下开采地表塌陷机理研究 1 1 2 王金安 , 赵志宏 , 侯志鹰 (1. 北京科技大学 土木与环境工程学院, 北京 　 100083;2. 中国矿业大学 (北京 )资源与安全工程学院 , 北京 　100083) 摘 　要 :对浅埋坚硬覆岩下开采地表塌陷机理进行了数值模拟. 结果表明 , 采场上方存在高应力 束组成的 “复合应力拱 ”, “外应力拱 ” 承担覆岩及地表土的自重并将其传递至采场两侧实体煤 内 , “内应力拱 ” 主要承担悬空顶板的重量并传递至煤柱. “复合应力拱 ” 形态随时间推移而不 断演化 , “内应力拱 ” 不断合并抬升直至与 “外应力拱 ” 重合 , 最终拱肩处岩体受拉压复合应力 作用而首先开裂 , 从而破坏了 “复合应力拱 ” 成拱机制而导致采场上方覆岩断裂 、 地表塌陷. 关键词 :浅埋坚硬覆岩 ;地表塌陷 ;复合应力拱 中图分类号 :TD325　　　文献标识码 :A Study on the catastrophic collapse of surface land induced by m in ing under a shallow and hard strata WANG Jin-an1 , ZHAO Zh i-hong1 , HOU Zhi-y ing2 (1. S chool of Civil and Environm ent Eng ineering, Un iversity of Science and Technology B eijing, Beijing　 100083, Ch ina; 2. Schoo l of Resources and Sa fety Eng ineering, Ch ina Un iversity ofM in ing and Technology (B eijing), B eijing 　100083, Ch ina) Abstract:S tud ied the catastroph ic co llapse o f su rface land induced by m ining under a shallow and hard stra ta by num e rical sim ula tion. Results show tha t, there is a com plex stress arch com posed by high stress binds, w he re an ex ternal-stress-a rch bears we ight of strata and overbu rden and transm it the stress into the v irgin coa l seam in the vic in ity o fwo rking face, while an inner-stress-arch bearsw eigh t of roo f and transm it the stress onto coal pillars. The shape o f com p lex stress a rch varie sw ith the tim