薛吉?jiǎng)伲w鐵林，潘黎明

（1.天地科技股份有限公司開采事業(yè)部，北京 100013；2.中煤科工開采研究院有限公司，北京 100013）

從20 世紀(jì)80 年代開始，經(jīng)過40 年的發(fā)展，綜放開采技術(shù)已成為我國特厚煤層開采的主要技術(shù)之一，并廣泛應(yīng)用于各大礦區(qū)。近年來，我國煤炭開采技術(shù)水平有了較大的提高，礦井建設(shè)和煤炭開采的趨勢朝著大型化、集約化方向發(fā)展[1-3]，機(jī)械化水平的提高使國內(nèi)各礦區(qū)特厚煤層的一次采全厚開采已經(jīng)非常普遍[4-6]，對(duì)于特厚煤層的研究大部分都集中在工作面設(shè)備、礦山壓力控制、采煤方法選擇等方面，但在特厚煤層開采前受近距離上部煤層回采影響方面的研究相對(duì)較少。圍繞近距離煤層群開采方法與技術(shù)問題，很多學(xué)者進(jìn)行了卓有成效的研究[7-8]。但研究成果主要集中在薄、中厚及厚煤層的多煤層開采穩(wěn)定性分析上，而對(duì)于特厚煤層的相關(guān)理論與技術(shù)的研究成果相對(duì)較少。

煤層開采后引起上覆巖層垮落和變形形成“三帶”，采動(dòng)影響導(dǎo)致底板產(chǎn)生卸壓變形和破壞[9-10]，對(duì)于煤層間距較小的情況，上層煤的采動(dòng)影響將非常明顯，下部煤層開采前頂板已受上部煤層開采而破壞，從而下部煤層開采與單一煤層開采相比出現(xiàn)了許多新的礦山壓力現(xiàn)象，而現(xiàn)有單一煤層開采工作面頂板巖層控制的經(jīng)驗(yàn)和理論，不能很好地解釋這種礦壓現(xiàn)象及機(jī)理。特別在近距離煤層開采的過程中，尚存在諸多技術(shù)難題[11-13]。

近距離煤層群下行開采過程中，為保證下部煤層回采安全，首先需要確定上部煤層回采對(duì)下伏煤巖層的影響范圍。為此，以國投塔山煤礦為工程背景，基于有限差分?jǐn)?shù)值方法，分別運(yùn)用摩爾-庫倫（Mohr-Coulomb）、雙屈服（Double-Yield）本構(gòu)模型，對(duì)煤巖層及垮落帶巖體進(jìn)行模擬，從工作面采空區(qū)及遺留煤柱2 個(gè)角度出發(fā)，闡明采空區(qū)下伏煤巖層內(nèi)應(yīng)力場分布規(guī)律，得出采空區(qū)下伏煤巖層破壞范圍，并結(jié)合理論分析結(jié)果及現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)，為下部煤層回采巷道的布置提供參考依據(jù)。

1 工程背景

國投塔山礦2#煤層位于太原組上部，平均厚度3.0 m，為目前主采煤層，工作面斜長240 m，走向長度1 900 m，區(qū)段煤柱寬20 m，采用綜合機(jī)械化開采方法進(jìn)行回采；煤層直接頂粉砂巖、砂質(zhì)泥巖，平均厚度8.28 m；基本頂砂礫巖、粗砂巖，平均厚度17.45 m；基本頂上方賦存巨厚粉砂巖層，平均厚度51.4 m，與基本頂平均距離1.87 m。3-5#煤層位于2#煤層下部，平均埋深420 m，平均厚度17.93 m；與2#煤層之間賦存高嶺質(zhì)泥巖，平均厚度4.35 m；底板為砂質(zhì)泥巖，平均厚度3.35 m，其下賦存砂質(zhì)泥巖及6#、7#煤層。地質(zhì)賦存條件見表1。

綜上所述，2#煤層工作面傾斜長240 m，區(qū)段煤柱寬20 m，與下伏3-5#煤層平均間距為4.35 m，其開采活動(dòng)所形成的礦山壓力對(duì)3-5#煤層產(chǎn)生較大影響。目前，國投塔山煤礦2#煤層資源回采已接近尾聲，在對(duì)其下3-5#煤層進(jìn)行開采前，應(yīng)將2#煤層采空區(qū)對(duì)3-5#煤層的影響進(jìn)行分析，其中，2#煤層回采引起的底板破壞帶深度、遺留煤柱下底板應(yīng)力場傳遞范圍是評(píng)估3-5#煤層開采安全性的重要指標(biāo)，也是3-5#煤層工作面布置方式確定的基本依據(jù)。為此，運(yùn)用有限差分?jǐn)?shù)值模擬方法，基于Doubleyield 本構(gòu)模型，對(duì)2#煤層開采形成的采空區(qū)進(jìn)行數(shù)值模擬，得到2#煤層底板破壞帶深度及遺留煤柱下底板應(yīng)力場傳遞范圍，為3-5#煤層工作面布置及開采設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

2 數(shù)值模型及方法

基于FLAC3D數(shù)值模擬軟件，運(yùn)用其內(nèi)置Mohr-Coulomb、Double-Yield 本構(gòu)模型分別模擬煤巖層初始狀態(tài)及工作面回采后采空區(qū)壓實(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)2#煤層采空區(qū)的數(shù)值模擬。

2.1 數(shù)值模型

以國投塔山礦實(shí)際地質(zhì)賦存條件為依據(jù)，建立三維數(shù)值模型，模型共劃分煤巖層13 層（表1），模型總高度135.95 m，工作面切眼方向600 m，工作面推進(jìn)方向400 m，模型四周分別設(shè)置50 m 邊界單元以消除模型邊界效應(yīng)，三維數(shù)值模型如圖1。

如圖1，數(shù)值模型采用六面體單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格，為突出研究重點(diǎn)，煤柱處網(wǎng)格加密（模型中部），其余部分網(wǎng)格逐漸加大，共建立計(jì)算單元538 182 個(gè)，計(jì)算節(jié)點(diǎn)563 325 個(gè)。

圖1 三維數(shù)值模型Fig.1 Numerical model

2.2 邊界條件及參數(shù)

1）邊界條件。①應(yīng)力邊界：3-5#煤層平均埋深420 m，數(shù)值模型中3-5#煤層底板距模型上表面104.18 m，故未建立上覆巖層厚度315.82 m，按其平均密度2.1 t/m3計(jì)，在模型上表面施加6.64 MPa 的壓應(yīng)力，以模擬上覆巖層對(duì)數(shù)值模型的壓力，模型水平應(yīng)力按照實(shí)際側(cè)壓系數(shù)進(jìn)行賦值，工作面切眼方向側(cè)壓系數(shù)設(shè)置為1.4，工作面推進(jìn)方向側(cè)壓系數(shù)設(shè)置為0.8；②位移邊界：數(shù)值模型四周及底面施加位移約束邊界，模型四周分別施加法方向的位移約束，模型底面施加全部方向的位移約束。

2）本構(gòu)模型及模擬參數(shù)。由于數(shù)值模擬中所涉及材料為煤及巖層，因此采用FLAC3D內(nèi)置Mohr-Coulomb 本構(gòu)模型進(jìn)行模擬，當(dāng)工作面回采，上覆巖層垮落后運(yùn)用Fish 函數(shù)將采空區(qū)內(nèi)破碎單元本構(gòu)模型修正為Double-Yield 本構(gòu)模型[14-16]，用以模擬采空區(qū)碎石壓實(shí)過程，其中，為使跨落后頂板單元與底板單元實(shí)現(xiàn)接觸力傳遞，在2#煤層底板上部附著接觸面單元。Mohr-Coulomb 本構(gòu)模型參數(shù)見表2，Double-Yield 本構(gòu)模型參數(shù)見表3。

表2 Mohr-Coulomb 本構(gòu)模型參數(shù)Table 2 Mohr-Coulomb constitutive model parameters

表3 Double-Yield 本構(gòu)模型參數(shù)[15]Table 3 Double-Yield constitutive model parameters[15]

3）數(shù)值模擬流程。首先根據(jù)前述邊界條件及物理力學(xué)參數(shù)對(duì)數(shù)值模型賦參，運(yùn)用Mohr-Coulomb 本構(gòu)模型對(duì)原巖應(yīng)力場進(jìn)行模擬，在其基礎(chǔ)上先對(duì)上區(qū)段工作面進(jìn)行回采模擬，運(yùn)用Fish 函數(shù)每隔一定的計(jì)算步（如50 步）對(duì)垮落帶單元進(jìn)行識(shí)別并將其修正為Double-Yield 本構(gòu)模型，待模型平衡后以同樣方法對(duì)下區(qū)段工作面進(jìn)行開挖，最終得到2#煤層采空區(qū)及遺留煤柱對(duì)下伏煤巖層影響的數(shù)值結(jié)果。垮落單元本構(gòu)模型修正實(shí)現(xiàn)流程如圖2。

圖2 垮落單元本構(gòu)模型修正Fig.2 Modification of the caving element constitutive model

3 數(shù)值結(jié)果及分析

通過上述數(shù)值模擬方法，對(duì)國投塔山煤礦2#煤層采空區(qū)進(jìn)行模擬，于模型中部沿垂直方向取剖面，提取其垂直應(yīng)力云圖及塑性區(qū)分布圖，分析其對(duì)下伏煤巖層內(nèi)應(yīng)力場傳遞范圍、塑性區(qū)分布特性的影響。

3.1 應(yīng)力場分布特性

各模擬階段垂直應(yīng)力云圖如圖3。

圖3 垂直應(yīng)力模擬結(jié)果Fig.3 Simulation results of vertical stress

由圖3（a）可知，模型在未回采之前垂直應(yīng)力均勻分布，最小值為模型上表面施加邊界壓應(yīng)力，6.64 MPa，最大值位于模型下表面，9.72 MPa，與實(shí)際情況相符。圖3（b）、圖3（c）分別為上區(qū)段工作面及下區(qū)段工作面回采并計(jì)算至平衡后垂直應(yīng)力云圖，其垂直應(yīng)力最大值均出現(xiàn)在煤柱側(cè)，僅上區(qū)段工作面回采時(shí)，最大垂直應(yīng)力值為36.2 MPa，下區(qū)段工作面回采后，最大垂直應(yīng)力值為55.8 MPa，且其位置位于遺留煤柱內(nèi)；工作面采空區(qū)內(nèi)，由于直接頂垮落充滿采空區(qū)并逐步壓實(shí)，其應(yīng)力值逐步向回采前垂直應(yīng)力演化。為更直觀分析采空區(qū)及遺留煤柱影響下下伏巖層應(yīng)力場分布規(guī)律，沿工作面切眼方向取4 條不同高度的測線，分別為距2#煤層底板0、5、10、15 m 深位置，提取每條測線各階段垂直應(yīng)力變化曲線，上區(qū)段工作面回采后測線垂直應(yīng)力如圖4和下區(qū)段工作面回采后測線垂直應(yīng)力如圖5。

圖4 上區(qū)段工作面回采后測線垂直應(yīng)力Fig.4 Vertical stress after mining of upper section

圖5 下區(qū)段工作面回采后測線垂直應(yīng)力Fig.5 Vertical stress after mining of lower section

由圖4 可知，上區(qū)段工作面回采結(jié)束后，采空區(qū)內(nèi)垮落單元在中部位置壓實(shí)，其垂直應(yīng)力值基本恢復(fù)到原巖應(yīng)力水平，由于連續(xù)有限差分算法的局限性，在采空區(qū)兩端頭處受到煤柱的影響，垮落直接頂單元與底板單元未接觸，導(dǎo)致垂直應(yīng)力未恢復(fù)到原巖應(yīng)力狀態(tài)。垂直應(yīng)力在采空區(qū)兩側(cè)均產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，且隨著測線深度的增加應(yīng)力集中值逐漸減小。工作面回采后，底板應(yīng)力重新分布，先產(chǎn)生卸壓現(xiàn)象，隨著采空區(qū)的逐步壓實(shí)穩(wěn)定，底板垂直壓力逐漸增大，由于卸壓及底板塑性破壞的發(fā)生，各測線所得采空區(qū)壓實(shí)區(qū)域下垂直應(yīng)力值基本相同，均穩(wěn)定在8.5 MPa 左右。

由圖5 可知，當(dāng)下區(qū)段工作面回采結(jié)束后，采空區(qū)內(nèi)垮落巖石被壓實(shí)后應(yīng)力逐步恢復(fù)，且在距2#煤層底板不同深處應(yīng)力值變化不大，保持相對(duì)穩(wěn)定。遺留煤柱內(nèi)部應(yīng)力集中現(xiàn)象最為顯著，達(dá)55.8 MPa，且在測線中距2#煤層底板5 m 深處應(yīng)力值最大，說明在采空區(qū)遺留煤柱中，應(yīng)力集中向底板傳遞。對(duì)遺留煤柱下方應(yīng)力場分布云圖進(jìn)行提取，煤柱下方應(yīng)力傳遞范圍如圖6。

圖6 煤柱下方應(yīng)力傳遞范圍Fig.6 Stress transfer range under coal pillar

由圖6 可知，2#煤層回采后遺留煤柱下方產(chǎn)生了較大了應(yīng)力集中現(xiàn)象，在上部采空區(qū)遺留煤柱的影響下，下伏煤巖層內(nèi)垂直應(yīng)力急劇增大，且增大范圍貫穿了整個(gè)3-5#煤層，將對(duì)其產(chǎn)生較為顯著的影響，且在3-5#煤層中形成了近似“正梯形”的影響范圍（如圖中紅色實(shí)線），該梯形上部寬32 m，下部寬56 m 左右，因此，3-5#煤層回采巷道應(yīng)避開2#煤層遺留煤柱形成的應(yīng)力集中區(qū)域，即其沿底回采巷道應(yīng)避開煤柱下方56 m 范圍，按2#煤層回采巷道寬度為4.5 m 算，3-5#煤層回采巷道應(yīng)最少內(nèi)錯(cuò)13.5 m 布置。

3.2 塑性區(qū)分布范圍

2#煤層回采導(dǎo)致的原巖應(yīng)力場重新分布，使得其頂?shù)装宀豢杀苊獾陌l(fā)生了塑性破壞。對(duì)2#煤層回采形成的塑性區(qū)分布區(qū)域及其對(duì)3-5#煤層的影響展開研究，是3-5#煤層安全開采的重要保障。取3.1節(jié)中剖面，提取的塑性區(qū)分布圖如圖7。

圖7 塑性區(qū)分布模擬結(jié)果Fig.7 Simulation results of plastic zone distribution

由圖7 可知，上區(qū)段工作面回采后，由于上覆巖層的運(yùn)移，山4#煤層呈塑性破壞狀態(tài)，直接頂巖層中部產(chǎn)生塑性破壞并垮落充填采空區(qū)，2#煤層直接底（高嶺質(zhì)泥巖）全部進(jìn)入塑性狀態(tài)；下區(qū)段工作面回采后，其上方山4#煤層也發(fā)生了塑性破壞，煤柱下方塑性區(qū)范圍較上區(qū)段工作面回采后大幅增加，以下將塑性區(qū)分布范圍分為采空區(qū)下和煤柱下2 個(gè)部分進(jìn)行分別討論。

3.2.1 采空區(qū)下塑性區(qū)分布范圍

對(duì)2 個(gè)工作面采空區(qū)下伏煤巖層的塑性區(qū)分布進(jìn)行提取，上區(qū)段采空區(qū)下伏煤巖層塑性區(qū)分布如圖8。下區(qū)段采空區(qū)下伏煤巖層塑性區(qū)分布如圖9。

圖8 上區(qū)段采空區(qū)下伏煤巖層塑性區(qū)分布Fig.8 Plastic zone distribution after mining of upper section

圖9 下區(qū)段采空區(qū)下伏煤巖層塑性區(qū)分布Fig.9 Plastic zone distribution after mining of lower section

由圖8 可知，上區(qū)段采空區(qū)下伏煤巖層塑性破壞范圍在僅開采上區(qū)段工作面后，直接底完全進(jìn)入塑性狀態(tài)，3-5#煤層局部發(fā)生塑性破壞，且此時(shí)3-5#煤層破壞最大深度為6.72 m；下區(qū)段工作面回采結(jié)束至采空區(qū)狀態(tài)穩(wěn)定的過程中，上區(qū)段采空區(qū)下伏煤也受到了擾動(dòng)影響，導(dǎo)致塑性區(qū)范圍擴(kuò)大，但3-5#煤層的最大破壞深度依然為6.72 m，即下區(qū)段工作面回采擾動(dòng)沒有造成3-5#煤層破壞深度的進(jìn)一步發(fā)育。

由圖9 可知，由于下區(qū)段工作面在回采前受到了上區(qū)段工作面回采的影響，因此其下伏煤巖層破壞程度較僅回采上區(qū)段工作面時(shí)要大得多，但3-5#煤層的最大破壞深度依然保持在6.72 m 左右，與上區(qū)段采空區(qū)下3-5#煤層最大破壞深度相同。綜上所述，可以得到2#煤層采空區(qū)下伏煤巖層的總破壞深度為11.07 m 左右，3-5#煤層最大破壞深度6.72 m左右。

3.2.2 遺留煤柱下塑性區(qū)分布規(guī)律

將各個(gè)回采階段煤柱下塑性區(qū)分布情況進(jìn)行提取，煤柱下塑性區(qū)分布如圖10。

圖10 煤柱下塑性區(qū)分布Fig.10 Plastic zone distribution under coal pillar

由圖10 可知，上區(qū)段工作面回采后，煤柱側(cè)下伏巖層塑性破壞最大深度與采空區(qū)下相同，均為11.07 m 左右，而待下區(qū)段工作面回采結(jié)束后，由于形成了遺留煤柱，上方集中載荷通過煤柱傳遞至底板及下伏煤巖層中，從而引起下伏煤巖層的大面積塑性破壞。煤柱下伏煤巖層最大破壞深度達(dá)26.74 m，延伸至6#煤層，在3-5#煤層中，塑性區(qū)分布呈“倒梯形”，上部寬81.36 m，下部寬約61.47 m。

4 理論分析及現(xiàn)場驗(yàn)證

4.1 理論分析

賈尚偉等[9]以國投塔山煤礦2#、3-5#煤層實(shí)際賦存條件為工程依據(jù)，運(yùn)用理論分析的方法對(duì)2#煤層遺留煤柱下方底板破壞深度及3-5#煤層回采巷道布置內(nèi)錯(cuò)距離進(jìn)行了詳盡的研究。

基于地基力學(xué)模型，結(jié)合彈塑性理論，遺留煤柱下方底板破壞深度Hmax符合以下方程：

式中：L 為超前支承壓力峰值位置，m；φ 為底板巖層內(nèi)摩擦角，（°）。

2#煤層具體參數(shù)為：L=10 m，φ=25°，求得遺留煤柱下底板破壞深度為23.7 m，數(shù)值模擬中，遺留煤柱下方底板破壞深度為26.74 m，與理論分析誤差為3.04 m（12.8%）。

3-5#煤層回采巷道布置時(shí)，為滿足安全生產(chǎn)要求及降低維護(hù)成本，應(yīng)將巷道與上部遺留煤柱錯(cuò)位布置，錯(cuò)位距離滿足以下方程：

式中：L0為3-5#煤層回采巷道內(nèi)錯(cuò)距離，m；θ為應(yīng)力影響角，38°；l1為煤層層間距，4.35 m；l2為3-5#煤層平均厚度，17.93 m；B 為2#煤層巷道寬度，4.5 m。

求得3-5#煤層回采巷道內(nèi)錯(cuò)距離為13.0 m，數(shù)值模擬中，所得3-5#煤層回采巷道內(nèi)錯(cuò)距離為13.5 m，與理論分析結(jié)果誤差為0.5 m（3.85%）。

綜上所述，數(shù)值模擬結(jié)果與理論分析結(jié)果誤差在合理范圍內(nèi)，其中，對(duì)于遺留煤柱下方破壞深度而言，理論分析結(jié)果小于數(shù)值模擬結(jié)果，其原因?yàn)椋涸诶碚摲治鲞^程中未考慮6#煤層位置，而數(shù)值模擬中對(duì)6#煤層進(jìn)行了建模，其物理力學(xué)強(qiáng)度明顯小于頂?shù)装鍘r層，更容易發(fā)生破壞；對(duì)于巷道內(nèi)錯(cuò)距離而言，運(yùn)用理論分析和數(shù)值模擬分析所得結(jié)論誤差僅為0.5 m（3.85%），匹配度較高?？梢哉J(rèn)為，數(shù)值模擬結(jié)果與理論分析結(jié)果的一致性較好，證明了數(shù)值模擬方法的可靠性，且3-5#煤層回采巷道布置內(nèi)錯(cuò)距離應(yīng)不小于13.5 m。

4.2 現(xiàn)場鉆孔窺視

為了驗(yàn)證上述數(shù)值結(jié)果及理論分析記過的可靠性，分別在3-5#煤層10501 工作面回風(fēng)巷距離巷道入口200、210、220 m 位置處布置3 個(gè)窺視鉆孔，窺視鉆孔深均為12.5 m，窺視鉆孔方向垂直煤層頂板，即從下部巷道垂直頂板方向向頂煤體鉆進(jìn)，進(jìn)行窺視，3 個(gè)鉆孔的窺視結(jié)果統(tǒng)計(jì)匯總見表3，以200 m 處鉆孔為例，窺視成像如圖11（圖中紅線為裂隙帶示意線）。

圖11 鉆孔窺視圖像結(jié)果Fig.11 Image results of drilling peep

表3 窺視結(jié)果匯總Table 3 Results of drilling peep

由圖11 及表3 可知，鉆孔窺視結(jié)果顯示，3-5#煤層上層受2#煤層采動(dòng)影響最為嚴(yán)重，窺視深度為8～12.5 m 范圍內(nèi)共統(tǒng)計(jì)裂隙帶25 條，裂隙發(fā)育；中層煤質(zhì)相對(duì)較軟，加之上煤層采動(dòng)影響，窺視深度3～8 m 范圍內(nèi)共統(tǒng)計(jì)裂隙帶16 條，較發(fā)育；底部煤質(zhì)相對(duì)較硬，加之受2#煤層影響較小，窺視深度0～3 m 范圍內(nèi)共統(tǒng)計(jì)裂隙帶2 條，較不發(fā)育。

上部2#煤層的回采對(duì)3-5#煤層產(chǎn)生了一定影響，當(dāng)巷道內(nèi)錯(cuò)距離為15 m 時(shí)，3-5#煤層上層（8～12.5 m）裂隙發(fā)育程度較大、中層（3～8 m）裂隙較發(fā)育、下層（0～3 m）裂隙較不發(fā)育，證明了2#煤層回采使得3-5#煤層中層及上層的裂隙進(jìn)一步發(fā)育，而對(duì)下層的影響較小，也就證明了內(nèi)錯(cuò)15 m 布置回采巷道的情況下可以保證巷道的穩(wěn)定性。

綜上所述，現(xiàn)場鉆孔窺視結(jié)果與理論分析及數(shù)值模擬結(jié)果相符，三者之間互為佐證。3-5#煤層采用放頂煤工藝進(jìn)行回采，導(dǎo)致頂煤破碎的作用主要有地壓作用、基本頂回轉(zhuǎn)、支架反復(fù)支撐等3 個(gè)方面。因此對(duì)于特厚煤層放頂煤開采來講，最不容易破壞的為中部煤層，國投塔山3-5#煤層頂煤中部較軟且裂隙較為發(fā)育，放頂煤工作面整個(gè)頂煤體經(jīng)歷了地壓作用以后，在支架上方，上部裂隙不太發(fā)育且較硬巖層容易受老頂回轉(zhuǎn)作用而被破壞，而下部容易受支架反復(fù)支撐而破壞，最底部裂隙不發(fā)育的硬煤可以通過加大采煤機(jī)割煤功率實(shí)現(xiàn)落煤。

5 結(jié) 語

1）2#煤層回采后遺留煤柱下方產(chǎn)生了較大的應(yīng)力集中現(xiàn)象，在上部采空區(qū)遺留煤柱的影響下，下伏煤巖層內(nèi)垂直應(yīng)力急劇增大，且增大范圍貫穿了整個(gè)3-5#煤層，將對(duì)其產(chǎn)生較為顯著的影響，在3-5#煤層中形成了上部寬32 m，下部寬65 m 的近似“正梯形”的影響范圍。

2）上區(qū)段工作面回采后，煤柱側(cè)下伏巖層塑性破壞最大深度與采空區(qū)下相同，均為11.07 m 左右，而待下區(qū)段工作面回采結(jié)束后，由于形成了遺留煤柱，上方集中載荷通過煤柱傳遞至底板及下伏煤巖層中，從而引起下伏煤巖層的大面積塑性破壞。煤柱下伏煤巖層最大破壞深度達(dá)26.74 m，延伸至6#煤層，在3-5#煤層中，塑性區(qū)分布呈“倒梯形”，上部寬81.36 m，下部寬約61.47 m。

3）結(jié)合理論分析、現(xiàn)場鉆孔窺視結(jié)果，遺留煤柱下方底板破壞深度的數(shù)值模擬結(jié)果與理論分析結(jié)果誤差為3.04 m（12.8%），3-5#煤層回采巷道內(nèi)錯(cuò)距離數(shù)值模擬結(jié)果與理論分析結(jié)果誤差為0.5 m（3.85%），證明了數(shù)值模擬方法的可靠性，且3-5#煤層回采巷道內(nèi)錯(cuò)距離不應(yīng)小于13.5 m。