采煤工作面顶板初次垮落判识的数值分析

摘要

本文以河南义马矿区千秋煤矿21221工作面为工程背景,建立了采煤工作面顶板发生初次垮落的超静定梁力学模型,揭示了顶板初次垮落超静定梁两端三自由度受限时的力学机理,推导了超静定梁的应力分布演化方程,计算了考虑限制三自由度的顶板初次垮落极限步距。通过FLAC^(3D)建立了与理论模型相对应的采煤工作面顶板初次垮落数值模型,根据初次垮落极限步距理论解模拟了工作面动压影响下顶板位移的演化和顶板初次垮落过程,模拟结果与实验结果基本相符合。本文的研究可为同类煤矿工作面上覆岩层运动和垮落研究提供数值分析理论基础。