覆巖-煤柱群失穩(wěn)的力學(xué)機理研究.pdf

1、在“三下”壓煤開采中,常留設(shè)煤柱來支撐頂板,控制地表沉陷,在其它開采方式中,也常留設(shè)煤柱來保護巷道、隔離水沙等。煤柱穩(wěn)定性對于覆巖移動控制及地表沉陷至關(guān)重要。本文綜合運用理論分析、數(shù)值模擬等研究方法和手段,對煤柱穩(wěn)定性問題進行了系統(tǒng)的研究,得到了如下研究成果:
　　(1)根據(jù)煤柱與圍巖的相互作用關(guān)系,建立了傾斜煤柱穩(wěn)定性力學(xué)模型,并利用彈性力學(xué)的位移變分法求得了煤柱應(yīng)力場和位移場的解析解,給出了煤柱應(yīng)力場、位移場的分布隨煤柱寬度、

2、開采深度、煤層傾角的變化規(guī)律;
　　(2)基于煤巖的蠕變特性,借助數(shù)值模擬手段分析了煤柱群的流變特性,考察了煤柱群的應(yīng)力、變形和塑性破壞區(qū)的時間相關(guān)性特征。結(jié)果表明:煤柱群的應(yīng)力、變形及塑性區(qū)的范圍隨著時間有較大幅度增長,并表現(xiàn)為初期增長較快,后期逐漸趨于穩(wěn)定。在蠕變初期各煤柱的應(yīng)力、變形及塑性區(qū)范圍基本接近,隨著時間的增長各煤柱間差異逐漸增大,且煤柱賦存越深其應(yīng)力、變形及塑性區(qū)范圍增幅越大。
　　(3)根據(jù)煤柱的賦存環(huán)境,