为了研究近距离煤层群下行逐层开采条件下底板裂隙岩体的应力-应变演化过程,采用相似材料模拟实验方法,结合渝阳煤矿M7、M8煤层的实际地质条件进行模拟分析,获得了一次采动与二次采动条件下煤层群底板应变时空差异特征,并进行了数值模拟验证。研究表明:一次采动条件下,距开切眼较近(减压区范围)与较远的底板岩层分别经历"低应力压缩-卸压膨胀-膨胀稳定"与"高应力压缩-卸压膨胀-重新压实"两个不同应变演化过程。空间上,随工作面推进,底板岩层应变变化量经历由"S"形向"驼峰"状分布曲线过渡的演化过程;二次采动条件下,距开切眼较近位置未出现低应力压缩过程,而是直接出现卸压膨胀然后趋于稳定。空间上,随工作面推进,底板岩层应变变化量经历由拱形分布曲线向"S"形分布曲线过渡的演化过程。两次采动底板各点所经历的应变变化量峰值自开切眼分别呈现"递增"和"∧"形分布。这说明近距离煤层群下行开采过程中,覆岩采空区压实和膨胀区均参与底板应力重新分布过程,应变数值和变化规律与上覆岩层压实范围、原始压力载荷基数、空间边界有关。

国家自然科学基金项目(51474039)；河北省自然科学基金项目(E2017402166)；河北省教育厅科学研究计划项目(QN2015069,BJ2016010)；