基于断裂力学的特厚煤层综放开采顶板破断规律研究

摘要

针对待厚煤层综放开采过程中矿压显现剧烈支架工作阻力难以确定的问题,结合特厚煤层工作面顶板岩层破断形成的"悬臂梁-砌体梁"力学结构模型,根据工作面来压阶段支架工作阻力不足时,引起"砌体梁"结构下沉使"悬臂梁"结构回转变形破断,造成上覆"砌体梁"结构滑落失稳压架的特点,建立了含中心斜裂纹的"悬臂梁"结构破断的力学模型,应用断裂力学理论,分析了"悬臂梁"破断失稳的影响因素,推导了支架荷载的表达式.结果表明,裂纹倾角和长度是"悬臂梁"破断失稳的主要影响因素;支架荷载除与"悬臂梁"自身因素有关外还和砌体梁垮落步距等因素相关.结合塔山煤矿8102综采工作面工程地质条件,计算了支架荷载的理论值,验证了理论分析的合理性.