Matematyczny model niszczenia struktury stropu uwarstwionego

Abstract

In the process of deformation of roof rock in the neighbourhood of the long-wall exploitation horizontal displacements are of special importance. It especially concerns the situation when the roof is strongly layered and the cohesion between layers is small: it leads to a displacement between layers (after breaking the inter-layer contacts), which substantially changes of stiffness of rock mass and influences the destruction of the internal structure of the exploited roof. For the mathematical description of the situation mentioned above the model used in the paper was a mathematical one based on the distinct element method, taking into consideration a strongly layered rock mass and inter-layer slips. Horizontal displacements of roof layers over the long-wall exploitation area were analyzed in a special way.

W procesie deformowania się skał stropowych w sąsiedztwie eksploatacji ścianowej szczególne znaczenie mają przemieszczenia poziome. Dotyczy to głównie przypadku, gdy strop jest znacznie uwarstwiony, zaś spójność na kontakcie warstw jest niewielka. Dochodzi wtedy do przemieszczeń warstw względem siebie (po zerwaniu spójności kontaktów międzywarstwowych), co w istotny sposób zmienia sztywność górotworu oraz ma wpływ na proces niszczenia struktury wewnętrznej naruszonego eksploatacją stropu. Do matematycznego opisu ww. zjawisk zastosowano w niniejszej pracy model numeryczny oparty na metodzie elementów odrębnych, zakładając bardzo duże uwarstwienie ośrodka skalnego oraz dopuszczając poślizgi międzywarstwowe. Szczególnej analizie poddano przemieszczenia poziome warstw stropowych nad polem eksploatacji ścianowej.