基于板壳理论的隐伏陷落柱突水煤层底板破断机理研究

摘要

为揭示陷落柱突水时煤层底板的破断机理,基于板壳理论和断裂力学理论,建立隐伏陷落柱突水煤层底板的破断力学模型,研究陷落柱突水时煤层底板裂纹的扩展机理,得到底板内应力分布情况和裂纹应力强度因子.结果表明:横向荷载作用下,煤层底板内的应力与煤层底板厚度呈负相关,与距离中面的位置、半径和水压呈正相关;在含有裂纹的煤层底板中,随着底板厚度增加、裂纹增长和底板半径减小,裂纹越难扩展.利用理论结果分析徐州矿区张集煤矿"2·18"特大突水事故煤层底板破断机理,分析结果与现场实际情况相符.