深部煤層厚硬頂板斷裂規(guī)律研究.pdf

1、本文基于礦山開挖時(shí)厚硬頂板斷裂所帶來的災(zāi)害，對(duì)深部煤層在荷載作用下的斷裂理論、厚硬頂板斷裂規(guī)律、深部煤層厚硬頂板的合理懸長及來壓步距進(jìn)行了理論研究。最后數(shù)值模擬了普通頂板及厚硬頂板在初次及周期來壓情況下的斷裂情況。綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)模擬數(shù)值，并得出了可靠的數(shù)據(jù)，其結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果基本保持一致。研究認(rèn)為:
　　1.分別介紹了巖石斷裂的幾種理論和力學(xué)基礎(chǔ)，分別闡述了Griffith斷裂理論、Orowan修正理論、三種斷裂類型及巖石斷裂韌

2、度試驗(yàn)，總結(jié)了巖石斷裂力學(xué)性質(zhì)的特點(diǎn)。
　　2.初步確定了深部煤層厚硬頂板合理懸長及來壓步距選定的方法。以綜采工作面上覆巖層的移動(dòng)規(guī)律入手。列舉了三種工作面頂板圍巖的力學(xué)模型，即:彈性基礎(chǔ)連續(xù)板力學(xué)模型、彈性基礎(chǔ)裂隙板（梁）力學(xué)模型和彈塑性懸板體力學(xué)模型。最后引入了工作面厚硬項(xiàng)板的兩種頂板模型:巖梁模型和巖板模型。基于彈塑性理論重點(diǎn)介紹、分析并推導(dǎo)出了巖梁和巖板模型的初次來壓步距和周期來壓步距，得到了初次來壓步距和周期來壓步距的簡

3、化計(jì)算公式，并確定了深部煤層厚硬頂板應(yīng)采用巖板模型較為合理的結(jié)論。
　　3.首先介紹ANSYS數(shù)值模擬軟件。然后對(duì)普通頂板和深部煤層厚硬頂板分別進(jìn)行了初次來壓步距和周期來壓步距進(jìn)行了數(shù)值模擬分析。接著把數(shù)值模擬結(jié)果與理論計(jì)算值進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明ANSYS能較好的模擬實(shí)際情況，與理論計(jì)算較為相符。最后對(duì)比了普通頂板與深部煤層厚硬頂板，發(fā)現(xiàn)深部煤層厚硬頂板具有垮落步距長，懸頂面積大，工作面沿線剪切應(yīng)力大，來壓強(qiáng)烈等特點(diǎn)。