3.3覆岩破坏规律数值模拟分析

从实验得到的弹性模量图可以看出覆岩破坏规律。实验结果显示，随着工作面的推进，上覆岩层悬露，在重力的作用下弯曲岩梁悬露的跨度达到一定的跨度后，弯曲沉降发展到一定的限度，在岩梁的端部开裂，上覆岩层周期性的出现悬露、离层、破断、下沉，覆岩动态破坏情况如图11所示，其特征可归纳如下：

（1）工作面推进长度40m时，未在模型顶板位置观察出明显的破裂现象，表明上覆岩层应力变化仍没有超过其弹性极限。此时顶板岩层主要以塑性变形即弯曲下沉为主。

（2）当回采至60m长度时，上覆岩层应力变化超过顶板岩层弹性极限，弯曲下沉量超过其变形极限值，2-2煤层顶板发生初次来压，岩体开始发生破断，垮落。整体呈现拱形。切眼位置岩层垮落角近乎90°，裂隙角为34°。回采位置岩体未发生垮落，顶板岩层形成了具有较稳定支撑功能的悬臂梁结构，悬臂长度约为8m，导水裂隙带高度为14m。

（3）当工作面推进长度为120m时，顶板裂隙向上发育，上覆岩层发生弯曲下沉并出现离层，成近台阶式垮落，顶板出现两层明显的离层弯曲现象，煤层上部岩梁的中部偏左离层现象明显，采空区左侧破坏程度相对较右侧较严重。悬臂长度约为7m，切眼裂缝角为60°，回采位置裂缝角为56°。导水裂隙带高度为39m，岩层裂隙将随着开采的前推，继续向上发育。