煤柱失稳条件下浅埋房柱式采空区上覆地层变形特征

作     者：刘亚明 谷天峰 杨烜宇 王闫超 LIU Ya-ming;GU Tian-feng;YANG Xuan-yu;WANG Yan-chao

作者机构：山西路安交通科技有限公司太原030800 山西省交通科技研发有限公司黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室太原030032 西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室西安710069 

出 版 物：《兰州大学学报（自然科学版）》 (Journal of Lanzhou University(Natural Sciences))

年 卷 期：2024年第60卷第4期

页      面：494-500,508页

核心收录：

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(42041006,42027806,52278360) 山西省科技厅项目(202203021222428) 

主　　题：房柱式 采空区 煤柱失稳 物理模型 

摘      要：在煤柱失稳引起房柱式采空区顶板变形但未塌落的情况下,地表产生较大变形,威胁地面建筑物的安全.采用物理模拟和理论分析研究该条件下房柱式采空区上覆地层变形的发育机制,结果表明,房柱式采空区煤柱失稳后地表最大变形点与初期失稳煤柱位置、采空区顶板裂缝处三者在竖直方向上相对应;在采空区顶板变形但未塌落的情况下覆岩变形可划分为“条带状、“梯形状和“漏斗型变形区域.松散层变形为“漏斗型发育;采空区顶板发生断裂前可视为均布荷载作用下的固支梁模型.在煤柱失稳条件下,岩梁跨中下表面拉应力区产生竖向裂缝,并垂直向上扩展,煤柱的持续失稳会导致岩梁沿原裂缝薄弱面发生破坏,最终导致岩梁发生拉破断.基岩变形发展至交界面时,松散层逐渐发生滑移-拉裂-剪切破坏,最终形成“漏斗型破坏形态.