煤炭工程

作者：经来旺,彭绍驰,严悦,李树文,李学帅,经纬

单位：安徽理工大学

关键词：叠梁模型,叠梁应力势函数,顶板破坏,遍布节理,破坏参数,

为了研究煤矿开采中煤层顶板的破坏程度及破坏特征，将直接顶与间接顶简化为遍布水平节理与垂直节理的叠梁模型，引入弹性力学中的应力势函数，结合摩尔-库伦强度准则分析煤层顶板的破坏域尺寸及形状|并使用3DEC软件进行进一步验证。结果表明：煤层顶板的破坏可分为由水平节理造成的离层以及由垂直节理造成的断裂|离层破坏域呈上陡下平的“类双曲线”分布、断裂破坏域呈拱形分布|随着间接顶弹性模量的增大，直接顶的离层宽度、高度明显降低|随着间接顶层高的增加，间接顶的断裂高度占比逐渐降低，离层宽度逐渐提升。这说明：当层高确定时，煤层顶板应力向硬岩转移，造成更大的破坏域面积|当岩性确定时，较大的间接顶层高可以显著降低断裂高度，转而提高离层破坏宽度。可以为煤层顶板破坏领域的工程实际问题提供理论依据。

来源：2022年第6期

《煤炭工程》期刊编辑部

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