綜采放頂煤采場(chǎng)厚層堅(jiān)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(guò)近二十多年的迅速發(fā)展，無(wú)論是在理論研究還是工程技術(shù)方面，已經(jīng)達(dá)到了很高的水平，但仍然存在很多問(wèn)題尚未解決。針對(duì)綜放采場(chǎng)頂板運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的特點(diǎn)，論文重點(diǎn)解決初次來(lái)壓階段綜放采場(chǎng)厚層堅(jiān)硬頂板的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其“關(guān)鍵性”問(wèn)題，以及初次來(lái)壓階段和正常推進(jìn)階段頂煤放出率的變化對(duì)厚層堅(jiān)硬頂板結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響。結(jié)合工程實(shí)際，應(yīng)用論文研究成果，對(duì)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(jī)理進(jìn)行研究。

2、r>　　在初次來(lái)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(jiān)硬巖層的應(yīng)力分布。厚層堅(jiān)硬巖層的運(yùn)動(dòng)方式分別為：沿中間弱面被剪開(kāi)的分層運(yùn)動(dòng)；全厚度壓剪破壞；彎拉破壞。通過(guò)力學(xué)分析，得到了上述三種運(yùn)動(dòng)方式的力學(xué)判據(jù)和判斷曲線。得出了厚層堅(jiān)硬巖層分層運(yùn)動(dòng)后，對(duì)其他巖層的控制作用減弱，其“關(guān)鍵性”下降的結(jié)論。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例檢驗(yàn)表明，此方法用于老頂初次斷裂方式和步距的預(yù)測(cè),比傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單加線載荷、用材料力學(xué)進(jìn)行分析的方法更符合厚層堅(jiān)

3、硬頂板的實(shí)際情況，能對(duì)“關(guān)鍵層”在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的破斷方式做出準(zhǔn)確的判斷。
　　針對(duì)綜放采場(chǎng)頂板結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，提出了老頂運(yùn)動(dòng)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(guò)大而造成的在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中整體變形失穩(wěn)；由于工作面推進(jìn)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(lái)壓和周期來(lái)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(shì)能原理分析了老頂結(jié)構(gòu)在初次來(lái)壓和周期來(lái)壓階段保持整體變形穩(wěn)定的條件；利用強(qiáng)度理

4、論分析了老頂結(jié)構(gòu)在初次來(lái)壓和周期來(lái)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(chǎng)頂板結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，詳細(xì)描述了綜放采場(chǎng)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(lái)壓和周期來(lái)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(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性判斷方法。
　　結(jié)合具體采場(chǎng)實(shí)例，應(yīng)用并驗(yàn)