综放工作面多区支撑顶板的力学模型及破断特征

摘要：

综放工作面一次开采厚度和宽度大,顶板破坏条件和影响因素复杂.为分析综放工作面顶板破坏特征,将基本顶视作为原岩区、液压支架控顶区、采空区、破断垮落顶板充填体4区支撑的板,建立综放工作面多区支撑的顶板力学模型,开发有限元计算程序,结合二分法反演基本顶作用荷载和周期垮落步距.利用模型研究陕西崔木煤矿综放开采过程中顶板弯矩和剪力分布,分析基本顶沿煤壁前方断裂、煤壁处断裂和采空区断裂的条件、影响因素及影响规律,结果表明:综放开采多区支撑基本顶的最大弯矩发生在煤壁前方;若基本顶在煤壁前方产生拉伸破断,基本顶边界条件改变,引起弯矩重分布,最大弯矩位置转移至煤壁处;若基本顶不在煤壁处断裂,随着工作面推进,基本顶内最大弯矩增大,最大弯矩位置向采空区方向偏移,基本顶将在采空区上方断裂;基本顶最大弯矩位置受支架刚度、基本顶抗拉强度和厚度影响较大,随着支架刚度、基本顶抗拉强度和厚度增大,最大弯矩发生位置向采空区方向偏移,更容易在采空区上方位置产生拉伸破断;基本顶最大剪力位置受周期垮落步距、支架刚度、基本顶厚度影响较大,随着周期垮落步距、支架刚度和基本顶厚度增大,最大剪力发生位置向采空区方向偏移,基本顸更容易在采空区上方产生剪切破断.

关键词：多区支撑顶板、综放工作面、破断位置、力学模型、支架刚度

所属期刊栏目：45

分类号：TD324(矿山压力与支护)

资助基金：河北省教育厅重点资助项目;国家自然科学基金资助项目;天地科技创新基金资助项目

在线出版日期：2020-12-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：3418-3426