承压水上开采沿工作面倾向底板力学破坏特征

摘要：

为了研究承压水上开采沿工作面倾向底板应力分布规律和变形破坏特征,运用弹性力学理论,建立考虑沿工作面倾向支承压力分布和承压水共同作用的底板应力计算模型,结合初次和周期来压特点,理论推导计算底板应力分布和破坏形态,并利用FLAC3D数值模拟和原位测试技术进一步探讨开采后沿工作面倾向底板力学破坏特征和应力分布特点.研究表明:(1)理论计算采后底板呈“倒马鞍形”破坏形态,且剪切应力呈“反向对称螺旋状”分布,近似一对正负剪切力偶,易沿边界产生剪切滑移破坏,这与数值模拟得到的塑性区及应力分布特点相吻合;(2)应力集中程度最大值位于弹塑性交界附近,初次和周期来压支承压力系数之比与最大垂直应力集中系数比值近似相等;(3)模拟表明,开采后孔隙水沿底板递进导升,易从工作面端部斜下方涌入工作面,形成突水现象,与实际突水部位相吻合;(4)理论计算、数值模拟和现场实测底板最大破坏深度分别为12,12.875和13.75m,三者结果大致相当.所构建力学模型计算结果与数值模拟所得有较好的一致性,更加符合现场实际破坏形态,其研究成果可为承压水上开采底板破坏机制提供一定的理论依据,对矿井防治水具有指导意义.

关键词：采矿工程、承压水上开采、底板岩体、工作面倾向、应力分布、破坏特征

所属期刊栏目：37

分类号：TD32(矿山压力与支护)

资助基金：国家重点基础研究发展计划（973计划）;国家自然科学基金

在线出版日期：2018-10-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：2131-2143