露天矿端帮开采采硐顶板变形破坏机理

作     者：陈涛 舒继森 韩流 尚涛 杨国宇 CHEN Tao;SHU Jisen;HAN Liu;SHANG Tao;YANG Guoyu

作者机构：中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116 

出 版 物：《煤矿安全》 (Safety in Coal Mines)

年 卷 期：2023年第54卷第3期

页      面：177-186页

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金面上资助项目(51774271,51674245) 国家自然科学基金青年科学基金资助项目(51804298) 

主　　题：端帮开采 采硐顶板变形 破坏机制 力学模型 应力分布 挤压变形 

摘      要：为了研究端帮开采中采硐顶板变形破坏机理,建立了两端部固定梁力学模型,结合弹性力学理论,推导出顶板应力、位移计算公式,并考虑支撑煤柱上覆软弱岩层挤压作用对顶板变形的影响,分析得到了顶板应力分布和变形规律。研究表明:顶板的正应力分布呈现二次抛物线轴对称分布,最大拉应力在采硐顶板底面中心位置处最大;最大拉应力和最大剪应力随着开采进度的增大不断增大,顶板底面中部位置先呈现出拉张破坏,随后逐渐转为与煤柱接触位置的剪切破坏;顶板底面的水平位移u值随着x的增大,呈现先减小,再增大,最后再减小的趋势,但侧向挤压对水平位移影响不大;顶板底面的垂直位移ν值随x呈现开口向上的抛物线变化规律,考虑竖向压缩和侧向挤压的位移绝对值|ν|明显大于仅考虑侧向挤压、未考虑侧向挤压的值。