隨工作面的推進(jìn),采空區(qū)厚硬砂巖頂板由于其獨(dú)特的物理力學(xué)特性,頂板不能及時(shí)垮落,使工作面后方產(chǎn)生應(yīng)力集中區(qū),厚硬頂板突然破斷產(chǎn)生的沖擊動(dòng)壓,引發(fā)一系列災(zāi)害事故,嚴(yán)重影響工作面的正�；夭�。本文以張集北礦1611A工作面為研究對(duì)象,采用了理論分析、物理試驗(yàn)?zāi)M、數(shù)值模擬以及工程實(shí)踐等研究方法,對(duì)厚硬砂巖頂板破斷機(jī)理、垮落變形特征和頂板弱化控制進(jìn)行系統(tǒng)研究,對(duì)類似工況工作面的安全回采有一定的指導(dǎo)作用。首先,建立了厚硬砂巖頂板結(jié)構(gòu)力學(xué)模型,將頂板視為懸臂梁進(jìn)行力學(xué)解析,得到了厚硬頂板的周期來(lái)壓垮落步距與其厚度呈現(xiàn)出正比例關(guān)系,頂板垮落步距隨其厚度的增大而增大。在相似模擬試驗(yàn)中,堅(jiān)硬頂板弱化后,隨工作面推進(jìn),采空區(qū)頂板及時(shí)垮落,頂板初次破斷長(zhǎng)度為35cm,周期來(lái)壓步距為20²5cm,采空區(qū)大面積懸頂問(wèn)題得到有效控制。工作面兩端上覆巖層垮落形態(tài)表現(xiàn)為層狀式冒落,整個(gè)覆巖垮落呈現(xiàn)出對(duì)稱式分布,工作面端頭圍巖呈現(xiàn)斜切式垮落,工作面上覆巖層歷經(jīng)“穩(wěn)定-失穩(wěn)-穩(wěn)定”的過(guò)程,圍巖下沉最大值達(dá)到5.92cm,覆巖下沉量從低位巖層到高位巖層逐次遞減。數(shù)值模擬結(jié)果表明:隨工作面的回采,工作面超... 

【文章來(lái)源】：安徽理工大學(xué)安徽省

【文章頁(yè)數(shù)】：97 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

頂板受均勻載荷作用固支梁結(jié)構(gòu)

圖2 頂板受均勻載荷作用固支梁結(jié)構(gòu)Fig.2 The fixed beam structure of the top plate subjected to uniform load圖3 頂板受力分析簡(jiǎn)圖Fig.3 The roof force analysis diagram假定巖梁距離為 時(shí)，巖層發(fā)生斷裂。由靜力學(xué)分析易知， = ，由高等材料力學(xué)可知，距離端部 x 處的彎矩為：BM qlxqxpM212102= +ω （2-1）

10圖5 均布載荷頂板破斷模型解析Fig.5Analysis of the broken roof model of uniform load由彈塑性理論可以得出懸臂梁內(nèi)任意點(diǎn)的應(yīng)力表達(dá)式為 2 20 0203 26 344 5xq L y yx y qh h hσ = + 2021 12yq y yh hσ = + 202364xyq hx yhτ = （2-11）由梁的拉伸強(qiáng)度理論可以得出= （2-12）令 為頂板的周期來(lái)壓步距的長(zhǎng)度，可得σ = L + q 4 （2-13）σmax=-9q04h2

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3002750