侧向悬臂切顶煤柱上方顶板应力及位移研究

以某矿113105工作面侧向切顶为研究背景,通过理论分析、数值模拟和现场监测的方法,研究切顶后煤柱顶板应力分布及位移演化规律。基于弹性力学建立切顶后煤柱顶板力学模型,运用差分法推导出切顶后煤柱顶板的应力与位移表达式。运用FLAC3D和3DEC软件模拟切顶前后煤柱顶板应力分布及位移演化特征,模拟结果显示,切顶后煤柱顶板应力减小了18.2 MPa,顶板下沉位移为9 cm,卸压率达26%～40%。现场监测表明,煤柱上方顶板应力分布呈现出先增大后减小的趋势,在距离工作面20～30 m处应力达到最大且保持一段应力集中,随后应力降低,在距离工作面65～70 m后应力保持不变。