急斜煤层开采老顶破断力学模型分析..doc

急斜煤层开采老顶破断力学模型分析 贾正奎1，王俊超1,2 （1.四川广旺集团船景煤业有限责任公司，四川宜宾，645253；2.西安科技大学 能源学院 教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室，陕西西安 710054；） 摘 要：根据现场实测和实验室相似材料模拟, 说明急斜水平分段放顶煤开采悬露顶板的破断为板结构破断。为研究急斜煤层水平分段放顶煤开采过程中顶板变形的影响因素,论文根据弹性力学理论建立了狭长薄板弹性变形力学模型, 着重研究这种狭长板在复杂荷载作用下, 围岩破坏移动规律以及煤层倾角、水平分段高度对顶板挠曲变形量影响程度, 为了解大幅度提高顶煤高度后矿压显现规律以及有效地进行岩层控制和治理地表塌陷提供科学依据。 关键词：急斜煤层；水平分段放顶煤；悬露顶板；板结构破断 Analysis of destruction mechanical model of main roof in steep coal seams mining Jia Zheng— Kui1,Wang Jun—chao1, 2 (1.Sichuan Guang-wang Chuan-jing coal Limited Liability Company, sichuan yibin 645253；2.Xian University of Science and Technology Key Western China Laboratory of Mining and Disaster Control for Ministry of Education, Xi’an 710054 ) Abstract：in horizontal section top coal caving in steep coal seams mining by the field measurement and similar material simulation in laboratory. In order to study some influencing factors of main roof’s deformation in horizontal section top coal caving in steep seams mining, then long and narrow thin elastic deformation mechanics model is built by the Elastic mechanics theory. It is focused on research of this kind of long and narrow board under complex loads with surrounding rock damage movement rule and Coal Seam pitch、height of horizontal subsection on influence degree of bending deformation of roof. It provides the scientific basis to understand greatly improved after the height of top rock pressure regularity and control effectively strata behavior and manage surface subsidence. Key words：steep coal eams；horizontal section top coal caving急斜煤层是指埋藏倾角为35°～55°的煤层. 世界主要产煤国家均有储量不一的这类煤层. 在我国急斜煤层储量约占煤炭总储量的14.05%, 主要分布在四川、新疆、广东、福建、甘肃、内蒙古及东北等省( 区),年产量占全国煤炭总产量的8%～10% , 但有些省( 区) 大倾角煤层的产量占有很大的比例, 如四川省煤炭产量的40%～ 50% 来自于这类煤层[1]. 迄今为止, 急斜煤层开采方法一直比较落后，主要是由于急斜煤层开采矿压显现及岩层移动特征比较复杂： (1)顶板破断垮落岩块沿底板向工作面下部采空区滑、滚( 倾角大于垮落岩石自然安息角) , 走向长壁开采时在工作面线长方向形成不均匀充填特征, 从而导致工作面不同区域矿压显现不同[2], 通常中上部矿压显现较下部剧烈； (2)除顶板垮落外, 急斜煤层底板也会出现破坏滑移[3] . 当顶板垮落( 移动) 的趋向和速率与底板破坏滑移趋向和速率不同时, 会引起工作面?? 底板- 支架- 顶板 系统失稳, 导致灾害性事故发生； (3)由于重力的法向及切