综合采用现场观测、理论分析和数值模拟的方法,着重研究昌汉沟煤矿15105近浅埋煤层大采高综采工作面覆岩活动规律,研究表明:15105大采高综采工作面上覆岩层存在2个关键层,2关键层断裂的不同步性及其相互作用使工作面周期来压呈现非均匀性大小周期的特点,并且大周期时动载现象明显、煤壁片帮冒顶等现象较严重,地表有微弱下沉现象。

为了研究倾斜薄煤层顶板岩层活动规律,运用RFPA2D软件对原型为水平方向200 m、竖直方向200 m,标高为-214 m～-414 m范围内的岩体建立数值模型,对东风煤矿43002工作面煤层上覆岩层破坏进行数值模拟分析,再现煤层的开采所导致的上覆岩层的活动情况。模拟结果表明:随工作面推进顶板破坏状况越严重,图片中的灰度值表示岩石的受力状态,灰度值小的区域为岩石受剪应力集中区域,灰度值大的区域为岩石受拉应力集中区域。

针对倾斜薄煤层开采面临的难题,以某矿开采工作面为背景,运用RFPA2D(Rock Fracture Analysis)软件,分析了工作面沿走向、倾向的覆岩活动规律及工作面上覆岩层位移情况,得出了倾斜薄煤层开采覆岩活动规律和覆岩应力、位移演化规律。通过数值模拟结果获得工作面控顶设计中顶板压力的确定方法,为工作面的控顶设计提供了依据。