基于断裂力学的特厚煤层综放开采顶板破断规律研究

摘要：

针对特厚煤层综放开采过程中矿压显现剧烈支架工作阻力难以确定的问题,结合特厚煤层工作面项板岩层破断形成的悬臂梁-砌体梁力学结构模型.工作面来压阶段支架工作阻力不足时,引起砌体梁结构下沉使悬臂梁结构回转变形破断,造成上覆砌体梁结构滑落失稳压架使工作面矿压显现剧烈的特点,建立了含中心斜裂纹的悬臂梁结构破断的力学模型,应用断裂力学理论,分析了悬臂梁破断失稳的影响因素,推导了支架荷载的表达式.结果表明:裂纹倾角和长度是悬臂梁破断失稳的主要影响因素;支架荷载除与悬臂梁自身因素有关外,还与砌体梁垮落步距等因素相关.结合塔山煤矿8102综采工作面地质条件,计算了支架荷载的理论值,验证了理论分析的合理性.理论研究成果对于分析特厚煤层开采时的支架荷载的大小,合理选择支架减少顶板事故具有一定的工程实际意义.

关键词：特厚煤层、综放开采、悬臂梁-砌体梁结构、斜裂纹、支架工作阻力

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分类号：TD324(矿山压力与支护)

资助基金：国家重点基础研究发展规划973项目No.2013CB227903;国家自然科学基金项目No.51174208,No.U1361209,No.51234005.This work was supported by the National Development Scheme of Key Fundamental Research of China 2013CB227903 and National Natural Science Foundation of China 51174208,U1361209,51234005.

在线出版日期：2016-09-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：2033-2039