厚硬顶板弱化前后垮落致灾数值模拟研究

来源：黄金科学技术杂志2019年第2期北京时间：

作者：吕闹,汪海波

单位：安徽理工大学土木建筑学院，安徽 淮南 232001

摘要：针对采空区大面积顶板垮落对采区机械设备及工作人员造成的冲击灾害问题，采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件，建立顶板弱化前后块体冲击地面的三维计算模型，研究顶板弱化前后垮落体引起巷道内飓风风速的变化规律及冲击载荷对工作面煤层的影响。结果表明：在顶板下落过程中，由采空区到巷道口处，飓风速度呈增大趋势，且在巷道口处风速急剧增大，但风速在巷道内随着距巷道口距离的增大而衰减；随着顶板下落时间的增加，巷道内的风速整体呈上升趋势，但巷道内风速的衰减速率逐渐降低，且风速峰值随着所在位置与巷道口距离的增大呈对数衰减；大面积顶板垮落使工作面煤层出现应力集中现象，顶板弱化放顶循环步距控制在30 m以下可显著降低飓风的影响范围及冲击载荷对工作面煤层的影响。

关键词：顶板垮落,飓风,冲击载荷,风速,距离,数值模拟,厚硬岩层,采空区

基金资助：国家自然科学基金项目“无限岩体深孔超前破裂爆破岩体破碎机理及应用基础研究”（编号：51404010）、安徽省高校自然科学研究重大项目“高应力场岩体爆破破岩机理研究”（编号：KJ2017ZD11）和安徽省科技攻关计划项目“矿山爆破安全与灾害控制技术”(编号：1501041123)