下伏煤岩体移动变形规律数值模拟研究_贾连鑫.pdf

下伏煤岩体移动变形规律数值模拟研究贾连鑫1，张增辉1，李昊徽2,3（1.国能神东煤炭集团有限责任公司 寸草二矿，内蒙古 鄂尔多斯017209；2.黑龙江科技大学 安全工程学院，哈尔滨150022；3.瓦斯等烃气输运管网安全基础研究国家级中心实验室，哈尔滨150022）摘要：为探究保护层开采后应力和煤层变形量分布规律，通过FLAC3D数值模拟软件，以正在进行开采工作的保德煤矿8#煤层群为研究对象，分别对8#煤开采过程中走向和倾向的煤层变形量以及应力场的演化规律进行分析。研究结果表明：随着工作面的推进，工作面四周煤岩体应力集中越来越明显，下伏煤岩体的卸压效果也越来越显著，而且煤层走向和倾向上的应力集中均主要表现在z方向，对水平应力的影响较小；当工作面回采距离增加时，下伏煤层的走向相对变形量由倒V形分布变为M形分布，倾向相对变形量由倒U形分布变为M形分布。关键词：保护层；数值模拟；下伏煤岩体；移动变形中图分类号：TD322;TD325文献标志码：A文章编号：1008 8725（2023）03 074 05Numerical Simulation Research on Movement and Deformation Law ofUnderlying Coal and Rock MassJIA Lianxin1,ZHANG Zenghui1,LI Haohui2,3(1.Cuncao No.2 Mine,Guoneng Shendong Coal Group Co.,Ltd.,Ordos 017209,China;2.Department of SafetyEngineering,Heilongjiang University of Science Technology,Harbin 150022,China;3.National Central Laboratory ofBasic Research of Hydrocarbon Gas Transportation Pipeline Safety,Harbin 150022,China)Abstract：In order to explore the distribution law of stress and coal seam deformation after the miningof protective layer,taking the Baode coal mine No.8 coal seam group under mining as the researchobject through FLAC3Dnumerical simulation software,the coal seam deformation of strike and tendencyand the evolution law of stress field in the process of No.8 coal mining are analyzed respectively.Theresults show that with the advance of the working face,the stress concentration of the coal and rockmass around the working face is more and more obvious,and the pressure relief effect of the underlyingcoal and rock mass is more and more obvious.Moreover,the stress concentration on the strike andtendency of the coal seam is mainly in the z direction,which has little effect on the horizontal stress;when the mining distance of the working face increases,the strike relative deformation of theunderlying coal seam changes from inverted V-shaped distribution to M-shaped distribution,and thetendency relative deformation changes from inverted U-shaped distribution to M-shaped distribution.Key words:protect layer;numerical simulation;underlying coal and rock mass;movement anddeformation第42卷第03期2023年03月煤炭技术Coal TechnologyVol.42 No.03Mar.2023doi:10.13301/ki.ct.2023.03.0140引言随着开采深度的增加，煤层瓦斯压力、瓦斯含量加大，加之矿井产量大，矿井瓦斯涌出量增大。未来瓦斯灾害的严重程度将随着采深的增加而增大，将严重影响矿井安全生产。保护层开采作为一种区域性防突措施，其防突效果与保护范围及下伏岩层位移及应力变化规律有关。通过现场观测等方法研究保护层开采后应力和煤层变形量分布规律，受到观测点数量和相关设备的限制，很难准确、系统、连续地观测围岩的应力演化分布规律。因此，借助FLAC3D数值模拟软件，以正在进行开采工作的保德煤矿8#煤层群为研究对象，对8#煤开采过程中煤层变形量以及应力场的演化规律进行分析，为卸压瓦斯治理提供理论指导。1数值模型构建1.1模拟地层条件与模型尺寸数值模拟以保德煤矿提供的地层柱状图为建模依据，根据保德煤矿8#煤层群赋存的地质状况建立模型，模型底部实际埋深480m，顶部实际埋深310m，地层柱状图如图1所示。模型尺寸为xyz=400 m500 m170 m，该模型共有178 000个单元格，207 165个节点，在11#煤层中布置网格测点，用以记录11#煤层在回采过程中的应力位移变化。工作面布置在模型水平中心，工作面宽200 m，从距离边界100 m处开始沿y方向回采，模拟过程回采300 m。保德煤矿所采煤层属于缓倾斜煤层，近似作水平煤层处理，模型网格划分如图2所示。74从图3中可知，随着工作面的推进，工作面四周煤岩体应力集中越来越明显，下伏煤岩体的卸压效果也越来越显著。在回采至200 m时，下伏11#煤层中未出现“O”形压实应力恢复区。原岩应力区未受8#煤的采动影响，z方向应力仍处于原岩应力状态。应力集中区位于8#煤层工作面，开切眼位置及巷道帮的正下方，应力集中区中应力集中系数随采动不断增加，11#煤层应力集中系数最终值为1.30。在工作面正后方的采动卸压区域中，11#煤层z方向的最小应力为0.42 MPa。在回采至250 m时，下伏11#煤层中出现“O”形压实应力恢复区。在继续回采的过程中，原岩应力区未受8#煤的采动影响，z方向应力仍处于原岩应力状态。应力集中区位于8#煤层工作面、开切眼位置及巷道帮的正下方，应力集中区中应力集中系数随采动不断增加，11#煤层的应力集中系数最终值为1.30，在工作面正后方的采动卸压区域中，11#煤层z方向最小应力为0.70 MPa。距离工作面约180 m的位置上，下伏11#煤层中均出现了一个压实应力恢复区，走向长度约100 m，倾向长度约100 m，区域中心应力恢复较为明显，由中心向外逐渐减弱，11#煤层中应力恢复的最大值为10.3 MPa。（2）下伏11#煤三向应力随推进距离的分布规律在下伏11#煤层中心取1点，做出随着工作面图1保德煤矿地层柱状图1.2边界设定查阅国内外学者对原岩应力的现场测试数据和我国部分矿区实测地应力数据，根据模型高度及煤层柱状图确定模型上边界实际埋深。确定模型顶部采用7.5 MPa的压力边界，底部采用固定边界，其余面均为滚支边界。图2模型网格图2数值模拟结果及分析2.1下伏11#煤层应力分布规律（1）下伏11#煤层应力云图分析模拟过程中输出工作面回采50、100、200、250、300 m时11#煤z方向应力云图，11#煤原岩应力为10.8 MPa，根据应力的分布规律，将下伏11#煤分为原岩应力区、应力集中区、采动卸压区、“O”形压实应力恢复区。下伏11#煤z方向应力云图如图3所示。下伏煤岩体移动变形规律数值模拟研究贾连鑫，等第42卷第03期Vol.42 No.03细砂岩煤层砂质泥岩粗砂岩泥岩直接顶(a)回采50 m(b)回采100 m(c)回采150 m(d)回采200 m(e)回采250 m(f)回采300 m图311#煤z方向应力云图（单位：Pa）岩性埋深/m厚度/m柱状粗粒砂岩细粒砂岩8#煤砂质泥岩粗粒砂岩砂质砂岩无号1泥岩9#煤砂质泥岩11#煤砂质泥岩粗粒砂岩砂质泥岩14#煤砂质泥岩细粒砂岩15#煤砂质泥岩细粒砂岩427.64429.24434.26437.43443.32446.52447.12463.84465.34471.12474.52480.12482.62487.56488.81489.81492.02493.27494.27498.2711.561.605.023.175.833.200.6016.721.505.783.405.602.504.941.251.002.211.251.004.00Center:Rotation:X:1.905e+002X:20.000Y:2.387e+002Z:4.445e+001Dist:1.434e+003Increments:Y:0.000Z:40.000Mag.:1.25Ang.:22.500Move:5.395e+001Rot.:10.000Block GroupCenter:Rotation:X:4.158e+002X:90.000Y:2.500e+002Z:8.495e+001Dist:1.356e+003Increments:Y:0.000Z:0.000Mag.:1Ang.:22.500Move:5.395e+001Rot.:10.000Contour of SZZMagfac=1.000e+000Gradient Calculation-1.139 7e+007 to-1.100 0e+007-1.100 0e+007 to-1.000 0e+007-1.000 0e+007 to-9.000 0e+006-9.000 0e+006 to-8.000 0e+006-8.000 0e+006 to-7.000 0e+006-7.000 0e+006 to-6.000 0e+006-6.000 0e+006 to-5.962 6e+006Interval=1.0e+006XYZCenter:Rotation:X:4.697e+002X:90.000Y:2.500e+002Z:8.495e+001Dist:1.356e+003Increments:Y:0.000Z:0.000Mag.:1Ang.:22.500Move:5.395e+001Rot.:10.000Contour of SZZMagfac=1.000e+000Gradient Calculation-1.272 5e+007 to-1.200 0e+007-1.200 0e+007 to-1.000 0e+007-1.000 0e+007 to-8.000 0e+006-8.000 0e+006 to-6.000 0e+006-6.000 0e+006 to-4.000 0e+006-4.000 0e+006 to-2.000 0e+006-2.000 0e+006 to-1.481 4e+006Interval=2.0e+006XYZCenter:Rotation:X:4.697e+002X:90.000Y:2.500e+002Z:8.500e+001Dist:1.356e+003Increments:Y:0.000Z:0.000Mag.:1Ang.:22.500Move:5.395e+001Rot.:10.000Contour of SZZMagfac=1.000e+000Gradient Calculation-1.373 3e+007 to-1.200 0e+007-1.200 0e+007 to-1.000 0e+007-1.000 0e+007 to-8.000 0e+006-8.000 0e+006 to-6.000 0e+006-6.000 0e+006 to-4.000 0e+006-4.000 0e+006 to-2.000 0e+006-2.000 0e+006 to-5.549 5e+005Interval=2.0e+006XYZCenter:Rotation:X:4.697e+002X:90.000Y:2.500e+002Z:8.500e+001Dist:1.356e+003Increments:Y:0.000Z:0.000Mag.:1Ang.:22.500Move:5.395e+001Rot.:10.000Contour of SZZMagfac=1.000e+000Gradient Calculation-1.426 3e+007 to-1.400 0e+007-1.200 0e+007 to-1.000 0e+007-1.000 0e+007 to-8.000 0e+006-8.000 0e+006 to-6.000 0e+006-6.000 0e+006 to-4.000 0e+006-4.000 0e+006 to-2.000 0e+006-2.000 0e+006 to-4.260 0e+005Interval=2.0e+006XYZ-1.400 0e+007 to-1.200 0e+007Center:Rotation:X:4.697e+002X:90.000Y:2.500e+002Z:8.500e+001Dist:1.356e+003Increments:Y:0.000Z:0.000Mag.:1Ang.:22.500Move:5.395e+001Rot.:10.000Contour of SZZMagfac=1.000e+000Gradient Calculation-1.410 6e+007 to-1.400 0e+007-1.200 0e+007 to-1.000 0e+007-1.000 0e+007 to-8.000 0e+006-8.000 0e+006 to-6.000 0e+006-6.000 0e+006 to-4.000 0e+006-4.000 0e+006 to-2.000 0e+006-2.000 0e+006 to-1.177 0e+006Interval=2.0e+006-1.400 0e+007 to-1.200 0e+007XYZCenter:Rotation:X:4.697e+002X:90.000Y:2.500e+002Z:8.500e+001Dist:1.356e+003Increments:Y:0.000Z:0.000Mag.:1Ang.:22.500Move:5.395e+001Rot.:10.000Contour of SZZMagfac=1.000e+000Gradient Calculation-1.455 6e+007 to-1.400 0e+007-1.200 0e+007 to-1.000 0e+007-1.000 0e+007 to-8.000 0e+006-8.000 0e+006 to-6.000 0e+006-6.000 0e+006 to-4.000 0e+006-4.000 0e+006 to-2.000 0e+006-2.000 0e+006 to-5.058 4e+005Interval=2.0e+006-1.400 0e+007 to-1.200 0e+007XYZ75推进该点三向应力变化曲线，如图4所示，分析三向应力随时间的变化规律。图411#煤中点三向应力随工作面推进变化通过对11#煤层中心测点进行绘图分析，x方向和y方向应力的变化规律基本相同，发现煤层中心点处的x方向和y方向的应力值在工作面推进的过程中由原岩应力逐渐增大，应力集中程度不断增大，在距离工作面30m时应力集中程度达到最大值8.1 MPa，应力集中系数为1.05，随后x,y方向应力值开始降低，进入卸压过程，在工作面推过测点50 m后测点的应力值达到最小值4.86 MPa，卸压程度为37%，随后测点进入应力恢复过程，应力值恢复至5.5 MPa，此时卸压程度为28%。11#煤层中心点处的z方向的应力值在工作面推进的过程中由原岩应力逐渐增大，应力集中程度不断增大，在距离工作面30 m时应力集中程度达到最大值12.9 MPa，应力集中系数为1.19，随后z方向应力值开始降低，进入卸压过程，在工作面推过测点50 m后测点的应力值达到最小值1 MPa，卸压程度为90%，随后测点进入应力恢复过程，应力值恢复至8.3 MPa，此时卸压程度为24%，在推进过程中11#煤层各项参数具体数值如表1所示。表111#煤层中点竖直应力变化（3）下伏11#煤沿走向三向应力分布规律通过对下伏11#煤层中测点的数据提取，做出工作面推进不同距离时沿煤层走向中线上的三向应力分布曲线，如图5所示。根据应力的分布规律，将下伏11#沿走向分为原岩应力区、应力集中区、采动卸压区、压实应力恢复区。通过对模型11#煤层走向中线上的测点进行作图分析，可以发现，随着工作面的推进，x方向和y方向的应力变化趋势及数值大小基本相同，随着工作面的推进，在应力集中区域x方向和y方向的应力集中系数不断增大，并且逐步稳定在1.1。在采动卸压区域中，在工作面的推进至300 m的过程中，卸压程度不断增加，由最初的10%增加至50%。当工作面推进至250 m的时候，x方向以及y方向的应力均出现明显的压实应力恢复区，由4 MPa恢复至5 MPa，在继续推进的过程中保持稳定，可以推断出x方向以及y方向应力的最终卸压程度为25%。(a)x方向(b)y方向(c)z方向图5回采过程中11#煤沿走向中线三向应力图应力在应力集中区域中z方向的应力集中系数随着工作面推进不断增大，最终稳定在1.32，对比上文，说明随着工作面的推进，煤层走向的应力集中主要表现在z方向，对水平应力的影响较小。采动卸压区域的卸压程度在回采200 m之前不断增大，由最初的43%增加到95%并且逐渐稳定。在回采250 m的时候出现明显的压实应力恢复区，恢复的最大值为8 MPa，当回采至300 m的时候，该区域所占比例变大，应力恢复的最大值为10.3 MPa，仍然处于卸压状态。下伏煤岩体移动变形规律数值模拟研究贾连鑫，等第42卷第03期Vol.42 No.03应力集中最大值/MPa12.9原岩应力/MPa10.8应力集中系数1.19卸压后最小值/MPa1应力恢复最大值/MPa8.3卸压程度/%90应力恢复程度/%7614121086420应力值/MPa工作面距离测点距离/m150100500-50-100-150 x方向应力y方向应力z方向应力108642x方向应力/MPa回采50 m回采100 m回采150 m回采200 m回采250 m回采300 m走向距离/m6005004003002001000回采50 m回采100 m回采150 m回采200 m回采250 m回采300 m走向距离/m6005004003002001000108642y方向应力/MPa回采50 m回采100 m回采150 m回采200 m回采250 m回采300 m走向距离/m6005004003002001000z方向应力/MPa16128476（2）下伏11#煤沿走向相对变形量分布规律通过对11#煤层上下2点位移量的提取，得到11#煤层的绝对变形量，除以11#煤厚度，得到11#煤的相对变形量，做出沿煤层走向中线上的相对变形量分布曲线，沿煤层走向中线的相对变形量曲线如图8所示。根据走向中线上不同位置煤层变形量(a)工作面回采50 m(b)工作面回采100 m(c)工作面回采150 m(d)工作面回采200 m(e)工作面回采250 m(f)工作面回采300 m图7回采过程中11#煤z方向位移云图（单位：m）x方向和y方向的应力变化趋势及数值大小基本相同，随着工作面的推进，在应力集中区，x方向和y方向的应力集中系数不断增加，并且逐步稳定在1.1，对比上文，说明随着工作面的推进，煤层倾向上的应力集中主要表现在z方向，对水平应力的影响较小。在卸压区域中，在工作面的推进至200 m的过程中，卸压程度不断增加，由最初的10%增加至50%。当工作面推进至250 m的时候，x方向以及y方向的应力均出现明显的压实应力恢复区，应力值由4 MPa恢复至5 MPa，在工作面回采300 m时，应力恢复的最大值为5.6 MPa。通过在11#煤层中布置1条沿煤层倾向位于工作面正中心的测线，用以监控煤层回采过程中在倾向上中线三向应力的变化规律。通过对模型11#煤层中线上的测点进行作图分析，可以发现，随着工作面的推进，在煤层倾向上，z方向的应力在倾向上对称分布，在巷道两帮位置上的应力集中区，应力集中系数不断增大，最终稳定在1.34，在采动卸压区，卸压程度在回采200 m之前不断增大，由最初的43%增加到95%并且逐渐稳定。在回采250 m的时候出现明显的压实应力恢复区，但是恢复的程度较小，当回采至300 m的时候，恢复的最大值为8.1 MPa，仍然处于卸压状态。2.2下伏11#煤层变形分布规律（1）下伏11#煤层位移变形云图模拟过程中分别输出工作面回采50、100、200、250、300 m时11#煤z方向位移分布云图，下伏11#煤z方向应力云图如图7所示。根据不同位置上煤层的变形将下伏11#煤分为原岩状态区、压缩变形区、卸压膨胀区、“O”形变形恢复区。下伏煤岩体移动变形规律数值模拟研究贾连鑫，等第42卷第03期Vol.42 No.03（4）下伏11#煤沿倾向三向应力分布规律通过对下伏11#煤层中测点的数据提取，做出工作面推进不同距离时沿煤层倾向中线上的三向应力分布曲线，如图6所示。根据应力的分布规律，将下伏11#煤层沿倾向分为原岩应力区、应力集中区、采动卸压区、压实应力恢复区。(a)x方向(b)y方向(c)z方向图6回采过程中11#煤沿倾向中线三向应力图回采50 m回采100 m回采150 m回采200 m回采250 m回采300 m倾向距离/m4003002001000 x方向应力/MPa108642y方向应力/MPa108642倾向距离/m4003002001000回采50 m回采100 m回采150 m回采200 m回采250 m回采300 mz方向应力/MPa161284回采50 m回采100 m回采150 m回采200 m回采250 m回采300 m倾向距离/m360270180900450Center:Rotation:X:4.697e+002X:90.000Y:2.500e+002Z:8.500e+001Dist:1.356e+003Increments:Y:0.000Z:0.000Mag.:1Ang.:22.500Move:5.395e+001Rot.:10.000Contour of Z-DisplacementMagfac=1.000e+000-2.938 2e-003 to-2.500 0e-003-2.500 0e-003 to0.000 0e+0000.000 0e+000 to2.500 0e-0032.500 0e-003 to5.000 0e-0035.000 0e-003 to7.500 0e-0037.500 0e-003 to1.000 0e-0021.000 0e-002 to1.250 0e-002Interval=2.5e-0031.250 0e-002 to1.500 0e-0021.500 0e-002 to1.750 0e-0021.750 0e-002 to1.863 1e-002XYZCenter:Rotation:X:4.697e+002X:90.000Y:2.500e+002Z:8.500e+001Dist:1.356e+003Increments:Y:0.000Z:0.000Mag.:1Ang.:22.500Move:5.395e+001Rot.:10.000Contour of Z-DisplacementMagfac=1.000e+000-8.384 8e-003 to-5.000 0e-0030.000 0e+000 to5.000 0e-0035.000 0e-003 to1.000 0e-0021.000 0e-002 to1.500 0e-002Interval=5.0e-0031.500 0e-002 to2.000 0e-0022.000 0e-002 to2.500 0e-0022.500 0e-002 to3.000 0e-002-5.000 0e-003 to0.000 0e+0003.000 0e-002 to3.500 0e-0023.500 0e-002 to3.936 5e-002Center:Rotation:X:4.697e+002X:90.000Y:2.500e+002Z:8.500e+001Dist:1.356e+003Increments:Y:0.000Z:0.000Mag.:1Ang.:22.500Move:5.395e+001Rot.:10.000Contour of Z-DisplacementMagfac=1.000e+0000.000 0e+000 to1.000 0e-0031.000 0e-003 to2.000 0e-0022.000 0e-002 to3.000 0e-002Interval=1.0e-003-1.256 1e-002 to-1.000 0e-0023.000 0e-002 to4.000 0e-0024.000 0e-002 to4.870 9e-002-1.000 0e-002 to0.000 0e+000XYZXYZCenter:Rotation:X:4.697e+002X:90.000Y:2.500e+002Z:8.500e+001Dist:1.356e+003Increments:Y:0.000Z:0.000Mag.:1Ang.:22.500Move:5.395e+001Rot.:10.000Contour of Z-DisplacementMagfac=1.000e+000-1.256 1e-002 to-1.000 0e-002-1.000 0e-002 to0.000 0e+0000.000 0e+000 to1.000 0e-0021.000 0e-002 to2.000 0e-0022.000 0e-002 to3.000 0e-0023.000 0e-002 to4.000 0e-0024.000 0e-002 to4.870 9e-002Interval=1.0e-002ZXYCenter:Rotation:X:4.697e+002X:90.000Y:2.500e+002Z:8.500e+001Dist:1.356e+003Increments:Y:0.000Z:0.000Mag.:1Ang.:22.500Move:5.395e+001Rot.:10.000Contour of Z-DisplacementMagfac=1.000e+000-1.439 5e-002 to-1.000 0e-002-1.000 0e-002 to0.000 0e+0000.000 0e+000 to1.000 0e-0021.000 0e-002 to2.000 0e-0022.000 0e-002 to3.000 0e-0023.000 0e-002 to4.000 0e-0024.000 0e-002 to4.218 3e-002Interval=1.0e-002YXZCenter:Rotation:X:4.697e+002X:90.000Y:2.500e+002Z:8.500e+001Dist:1.356e+003Increments:Y:0.000Z:0.000Mag.:1Ang.:22.500Move:5.395e+001Rot.:10.000Contour of Z-DisplacementMagfac=1.000e+000-1.631 2e-002 to-1.000 0e-002-1.000 0e-002 to0.000 0e+0000.000 0e+000 to1.000 0e-0021.000 0e-002 to2.000 0e-0022.000 0e-002 to3.000 0e-0023.000 0e-002 to4.000 0e-0024.000 0e-002 to4.911 4e-002Interval=1.0e-002XYZ77的分布规律，将下伏11#煤层分为原岩状态区、压缩变形区、卸压膨胀区、未充分变形区、变形恢复区。图811#煤走向相对变形量分布图通过分析11#煤沿走向中线的相对变形量分布曲线可以发现，在回采200 m之前的过程中，沿煤层走向上分为原岩状态区、压缩变形区、未完全变形区、卸压膨胀区。11#煤的相对变形量在初采阶段为2，随着回采距离的增加，煤层的相对变形量不断增大，最大值为6，并保持稳定。在这一阶段中，煤层的走向中线上煤层相对变形量呈倒V形分布。当回采至250 m时，在距离工作面约100 m的位置上出现变形恢复区，变形恢复区中煤层相对变形量的最小值为2.5，有约10%的区域相对变形量小于3，当回采至300 m时，变形恢复区中煤层相对变形量的最小值为1.5，有约30%的区域相对变形量小于3。在煤层的走向中线上，煤层相对变形量呈M形分布。（2）下伏11#煤沿倾向相对变形量分布规律通过对11#煤层上下两点位移量的提取，得到11#煤层的绝对变形量，除以11#煤厚度，得到11#煤的相对变形量，做出沿煤层倾向中线上的相对变形量分布曲线，如图9所示。根据倾向中线上不同位置煤层变形量的分布规律，将下伏11#煤层分为原岩状态区、压缩变形区、卸压膨胀区、未充分变形区、变形恢复区。通过分析11#煤沿倾向中线的相对变形量分布曲线可以发现，在回采200 m的过程中，沿煤层走向上分为原岩状态区、压缩变形区、未完全变形区、卸压膨胀区，11#煤的相对变形量呈对称分布，在初采阶段为2，随着回采距离的增加，煤层的相对变形量不断增大，最大值为6，并保持稳定。在这一阶段中，煤层的走向中线上煤层相对变形量呈倒U形分布。当回采至250 m时，在距离巷道帮约100 m的位置上出现变形恢复区，变形恢复区中最小值为2，有约20%以下的区域相对变形量小于3，当回采至300 m时，在距离工作面约100 m的位置上出现相对变形量恢复的现象，变形恢复区中最小值为2，约30%以下的区域相对变形量小于3。在煤层的走向中线上，煤层相对变形量呈M形分布。图911#煤倾向相对变形量分布图3结语（1）随着工作面的推进，工作面四周煤岩体应力集中越来越明显，下伏煤岩体的卸压效果也越来越显著。当回采至250 m时，下伏11#煤层中出现“O”形压实应力恢复区。同时，随着工作面的推进，煤层走向和倾向上的应力集中均主要表现在z方向，对水平应力的影响较小。（2）8#煤开采过程中，11#煤层走向相对变形量在回采200 m之前呈倒V形分布，回采至250 m时呈M形分布；并且11#煤层倾向相对变形量在回采200 m之前呈倒U形分布，回采至250 m时呈M形分布。参考文献：1袁亮,姜耀东,何学秋,等.煤矿典型动力灾害风险精准判识及监控预警关键技术研究进展J.煤炭学报,2018,43(2):306-318.2王伟,程远平,袁亮,等.深部近距离上保护层底板裂隙演化及卸压瓦斯抽采时效性J.煤炭学报,2016,41(1):138-148.3任伟光,周宏伟,薛东杰,等.上保护层开采下煤岩强扰动力学行为与渗透特性J.煤炭学报,2019,44(5):1473-1481.4王海锋,方亮,程远平,等.基于岩层移动的下邻近层卸压瓦斯抽采及应用J.采矿与安全工程学报,2013,30(1):128-131.5程详,赵光明,李英明,等.软岩保护层开采卸压增透效应及瓦斯抽采技术研究J.采矿与安全工程学报,2018,35(5):1045-1053.6李永冲.上保护层开采煤岩变形规律研究及保护效果考察D.徐州:中国矿业大学,2016.作者简介：贾连鑫（1983-），河南淮阳人，高级工程师，硕士，研究方向：现代化大型矿井的安全生产技术管理工作，电子信箱：；通信作者：李昊徽，电子信箱：.责任编辑：王泽兰收稿日期：20220402下伏煤岩体移动变形规律数值模拟研究贾连鑫，等第42卷第03期Vol.42 No.03500400300200100600500400300200100回采50 m回采100 m回采150 m回采200 m回采250 m回采300 m11#煤层走向距离/m11#煤层相对变形量0.0070.0060.0050.0040.0030.0020.0010.000-0.001-0.002-0.00311#煤层相对变形量0.0070.0060.0050.0040.0030.0020.0010.000-0.001-0.002-0.003回采50 m回采100 m回采150 m回采200 m回采250 m回采300 m11#煤层倾向距离/m0078