由于高效節(jié)能選礦設(shè)備的分層差異性，各巖層在巖體活動(dòng)中的作用不盡相同，一般把對采場上覆巖體局部或直至地表的全部巖體起控制作用的巖層稱為關(guān)鍵層。關(guān)鍵層相對其他巖層較為堅(jiān)硬，即強(qiáng)度較高，關(guān)鍵層的破斷將導(dǎo)致上援巖層的同步破斷.引起較大范圍內(nèi)的巖層移動(dòng)，一般高效節(jié)能選礦設(shè)備同時(shí)伴有大周期來壓。

　　在現(xiàn)實(shí)的煤系地層中，上覆巖層關(guān)鍵層的位置差異較大，甚至在同一礦區(qū)不同區(qū)域存在關(guān)鍵層消亡(作用不明顯)現(xiàn)象.關(guān)鍵層的特性決定巖體的變形，而巖體的變形又決定周期來壓、導(dǎo)水裂隙帶高度、瓦斯?jié)B透率等參數(shù)。為此，本文基于有限元軟件PLAXIS，高效節(jié)能選礦設(shè)備對關(guān)鍵層的不同位置及特性進(jìn)行了綜合考察，探討覆巖關(guān)鍵層對巖體變形的影響。

　　現(xiàn)結(jié)合皖北煤電集團(tuán)某礦井建立數(shù)值模型進(jìn)行分析.如圖I所示。模型范圍為86 mX250 m,煤層厚度3 m，下部底板厚度6 m，煤層上部直接頂厚度8 m,直接頂部以上依次為5m厚關(guān)鍵層、25 m厚基巖、4 m厚風(fēng)化帶、26 m厚第四含水層、10 m厚松散層.

　　模型在左右邊界固定x方向位移，底部界面固定Y方向位移，高效節(jié)能選礦設(shè)備松散土層的自重應(yīng)力作為均布荷載施加于頂部邊界。采用摩爾庫倫滑移本構(gòu)模擬節(jié)理單元，采用摩爾庫倫破壞準(zhǔn)則模擬塊體單元。采用15節(jié)點(diǎn)的三角形單元對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分.

　　松散層上部還有約206.0 m厚的表土層，根據(jù)高效節(jié)能選礦設(shè)備其重度計(jì)算得到p = 5.44 MPa的均布荷載作用于計(jì)算模型的上表面。每一計(jì)算步驟為10 m，模型左右兩邊各留40 m長度的保護(hù)邊界。