浅埋煤层开采顶板切落压架灾害的突变分析

摘要

针对浅埋煤层开采周期来压过程中顶板沿煤壁台阶下沉导致顶板切落压架灾害,根据直接顶岩体在支承压力作用下破坏失稳的非线性变化特征,建立了由老顶-直接顶-支架-矸石组成的系统力学模型,利用突变理论研究了荷载作用下系统的失稳机制,获得了系统失稳的充要条件及直接顶岩体的变形突跳量表达式,分析了系统失稳的主要影响因素.结果表明:直接顶的失稳破坏,导致了顶板的切落,系统失稳除与支架和直接顶岩体的刚度比及材料参数有关外,还与所受载荷及老顶周期来压步距相关.结合工程实例,验证了理论推导的合理性,并给出了工程建议.理论分析对揭示顶板的切落失稳机制、分析浅埋煤层开采中支架-围岩关系具有积极意义.