綜采放頂煤采場厚層堅硬頂板穩(wěn)定性分析及應(yīng)用.pdf

1、綜采放頂煤技術(shù)經(jīng)過近二十多年的迅速發(fā)展，無論是在理論研究還是工程技術(shù)方面，已經(jīng)達到了很高的水平，但仍然存在很多問題尚未解決。針對綜放采場頂板運動穩(wěn)定性的特點，論文重點解決初次來壓階段綜放采場厚層堅硬頂板的運動規(guī)律及其“關(guān)鍵性”問題，以及初次來壓階段和正常推進階段頂煤放出率的變化對厚層堅硬頂板結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響。結(jié)合工程實際，應(yīng)用論文研究成果，對河南義馬常村礦巨厚礫巖孤島綜放面頂板結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、綜放工作面“異常壓力”的產(chǎn)生機理進行研究。

2、r>　　在初次來壓階段，采用兩端嵌固梁考慮體積力的力學(xué)模型，利用彈性理論分析了厚層堅硬巖層的應(yīng)力分布。厚層堅硬巖層的運動方式分別為：沿中間弱面被剪開的分層運動；全厚度壓剪破壞；彎拉破壞。通過力學(xué)分析，得到了上述三種運動方式的力學(xué)判據(jù)和判斷曲線。得出了厚層堅硬巖層分層運動后，對其他巖層的控制作用減弱，其“關(guān)鍵性”下降的結(jié)論?，F(xiàn)場實例檢驗表明，此方法用于老頂初次斷裂方式和步距的預(yù)測,比傳統(tǒng)的簡單加線載荷、用材料力學(xué)進行分析的方法更符合厚層堅

3、硬頂板的實際情況，能對“關(guān)鍵層”在運動過程中的破斷方式做出準(zhǔn)確的判斷。
　　針對綜放采場頂板結(jié)構(gòu)的運動特點，提出了老頂運動失穩(wěn)的兩種形式，分別為：由于頂煤放出率增加，頂板結(jié)構(gòu)下沉量過大而造成的在運動過程中整體變形失穩(wěn)；由于工作面推進跨度增大或上覆巖層存在斷層等構(gòu)造，而造成的局部鉸接失穩(wěn)。建立了初次來壓和周期來壓階段頂板穩(wěn)定性分析的結(jié)構(gòu)力學(xué)模型，利用最小勢能原理分析了老頂結(jié)構(gòu)在初次來壓和周期來壓階段保持整體變形穩(wěn)定的條件；利用強度理

4、論分析了老頂結(jié)構(gòu)在初次來壓和周期來壓階段保持局部鉸接穩(wěn)定的條件。得到了頂板結(jié)構(gòu)保持整體變形穩(wěn)定和局部鉸接穩(wěn)定相統(tǒng)一的、與頂煤放出率相關(guān)的力學(xué)判斷準(zhǔn)則。
　　根據(jù)綜放采場頂板結(jié)構(gòu)運動特點，詳細描述了綜放采場上覆巖層中需控巖層的范圍。分析了組成老頂結(jié)構(gòu)的可能巖塊數(shù)。得到了初次來壓和周期來壓階段不同巖性的頂板由巖層厚度表示的穩(wěn)定性判斷曲線，給出了基于頂煤放出率和關(guān)鍵巖層厚度的巖層運動穩(wěn)定性判斷方法。
　　結(jié)合具體采場實例，應(yīng)用并驗