采场顶板破断模型及垮落规律分析  被引量:15

Analysis of Fracturing Model and Caving Law of Stope Roof

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作  者:薛熠[1,2] 滕腾[1,2] 王希贺 宋绪蕾 

机构地区:[1]中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室 [2]中国矿业大学力学与建筑工程学院,徐州221116

出  处:《科学技术与工程》2016年第7期156-161,共6页Science Technology and Engineering

基  金:国家重点基础研究发展计划(973计划)(2011CB201205);大学生创新训练计划项目(X1029015131)资助

摘  要:煤炭开采引起了上覆岩层空间结构的变化和顶板的变形破断,而采场顶板的断裂形态与采场压力密切相关,同时也对地表沉降产生较大影响。基于弹性力学薄板模型,采用位移变分法分析了顶板断裂的形成机制,根据薄板弹性理论,采用位移变分法建立了煤层顶板的力学模型,分析顶板断裂形态的形成机制,通过顶板的拉应力分布和弯矩分布得到了顶板的破坏规律。计算结果表明:顶板在初次破坏时,在顶板表面沿四周边缘出现O型破坏,继而在顶板中心处出现X型破坏,随着破坏的发展贯通,形成典型的O-X型破断。顶板在周期破坏时,随着工作的推进和角部效应的影响,形成半X型破断。Spatial structure of overlying strata changes and stope roof is deformed because of the coal mining.Fracture morphology of stope roof is closely related to mining field pressure and surface subsidence. Based on the mechanical model of elastic thin plate,the variational method is used to analyze the formation mechanism of roof fracture,and caving law of stope roof is obtained. The calculation results show that: in the initial failure,the roof break appears along the edges of roof in an "O"form,and then the break of "X"form appears in the center of the roof. With the development of fracture,the "O-X"form appears. When the roof is destroyed in cycles,the half"X"form is formed due to the advancing of the work face and the effect of the angle effect.

关 键 词:顶板 破断 弹性力学 薄板 

分 类 号:TD31[矿业工程—矿井建设]

 

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