大断面厚顶煤巷道顶板冒落破坏的上限分析

作     者：王琦 王洪涛 李术才 王德超 江贝 张红军 李为腾 WANG Qi;WANG Hong-tao;LI Shu-cai;WANG De-chao;JIANG Bei;ZHANG Hong-jun;LI Wei-teng

作者机构：山东大学岩土与结构工程研究中心济南250061 山东省矿山灾害预防控制国家重点实验室培育基地山东青岛266590 兖矿集团有限公司博士后科研工作站山东邹城273500 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2014年第35卷第3期

页      面：795-800页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0903[农学-农业资源与环境] 0815[工学-水利工程] 0901[农学-作物学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金(No.51304125 No.51379114) 中国博士后科学基金面上资助(No.2013M540548 No.2012M511028) 矿山灾害预防控制国家重点实验室培育基地开放基金(No.MDPC2012KF11) 山东省博士后创新项目专项资助(No.201301004) 高等学校博士学科点专项科研基金-新进教师类(No.20130131120090) 

主　　题：厚顶煤 顶板 Hoek-Brown强度准则 塑性上限分析 围岩应力 

摘      要：根据大断面厚顶煤巷道顶板的破坏特性,考虑了顶板围岩应力水平与支护荷载的影响,利用Hoek-Brown强度准则及其相关联的流动法则,构造出厚顶煤巷道顶板的冒落破坏机构。基于塑性力学中的上限分析方法,结合变分原理,推导得到了大跨度厚顶煤巷道顶板的冒落破坏机制,并以赵楼煤矿某巷道现场实践为例,分析了不同计算参数对顶板冒落破坏机制的影响。计算研究表明:随着岩体经验参数A、抗拉强度、抗压强度及支护荷载的增加,冒落体尺寸随之增大,而当岩体经验参数B、围岩应力及岩体重度增加时,冒落体尺寸则随之减小;冒落体尺寸代表了巷道顶板安全性能的大小,其尺寸越大,表明使巷道顶板发生冒落破坏所需外力功越多,顶板安全性能也越高;岩体经验参数B、围岩应力水平与支护荷载对顶板围岩破裂机制影响较为显著,参数B决定了冒落体的破裂形状,随着参数B的增加,冒落破裂迹线的曲率不断减小;增大支护阻力是提高顶板稳定性的有效途径,其研究结果可为大断面厚顶煤巷道支护设计提供一定的理论依据。