综放开采覆岩力学行为分析

通过综放支护阻力、维护状况和顶煤运移特性的观测，应用断裂、损伤力学观点分析了综放采场围岩的力学行为特征，提出了松软特厚煤层综放开采顶煤与顶板的位形变化模型，为采场及回采巷道维护提出了科学依据。     

综放采场围岩复合结构力学模型及其控制研究

根据综放采场顶煤冒放形式和顶板移动结构，提出5种煤岩复合结构，研究了其形成条件，并建立了相应的力学模型：拱-拱组合模型、拱-砌体梁组合模型、拱-传递岩梁组合模型、台阶悬臂-砌体梁组合力学模型、台阶悬臂-悬臂梁组合力学模型．并由此推导其控制方程，计算支架载荷；针对不同顶板、煤层条件，运用相应力学模型分析支架-围岩关系，计算综放工作西支架载荷，确定综放采场支架合理工作阻力，从而有效控制综放采场围岩；通过对10个不同条件综放工作面支架载荷的计算与实测比较，计算值的安全系数为1．06，表明根据综放采场围岩组合路构力学模型计算支架载荷比简化的岩重计算更为合理，从而为综放采场围岩控制提供了理论基础．通过一个二程实例详细阐述了根据综放采场煤岩结构力学模型计算支架载荷的方法．图5，表2，参10．     

综放采场围岩支撑系统分析

本文通过对综放采场围岩支撑系统及其力学特性的分析，建立了综放采场的围岩力学模型，该模型考虑了顶煤及直接顶的软化特性、支架工作全过程，以及直接顶“小结构”的影响，由此可对综放开采的某些矿山压力现象作出满意的解释。     

采高对工作面及围岩应力壳的力学特征影响

以谢桥矿1151(3)综放工作面工程地质和开采技术条件为背景，应用实验室相似材料模拟和计算机数值模拟（FLAC3D），对不同煤层厚度采场围岩应力分布规律进行系统的分析和研究，获得了采场围岩宏观应力壳力学特点和变化规律，即随开采煤厚的增大，应力壳的几何高度增加，壳基应力降低，分布范围增大且离工作面煤壁越远；揭示了煤层厚度对该力学特征的影响和综放与综采工作面及围岩宏观应力壳力学特征的差异，也正是综放工作面矿压显现不同于综采工作面的根本所在. 表明合理调整开采厚度和采场结构可改善采场围岩宏观应力壳的动态平衡，对保护工作面、减小矿山压力影响和显现有积极作用.     

确定综放面支架工作阻力的基本概念

长壁综放技术的发展给采场矿压显现、支架—围岩关系等提出了一些新的基本概念，传统的采场矿压基本理论往往很难解释综放工作面的一些新问题，特别像确定液压支架工作阻力这个采场矿压的中心课题，即使是条件近似的工作面，实际使用的支架工作阻力也相差甚远。本文将就近几年我们在对综放面采场矿压及有关确定支架工作阻力的研究中建立起来的一些基本观念作一些原则性的介绍。     

综合放采场围岩—支架整体力学模型及分析

在初步建立综放采场围岩－支架整体力学模型的基础上，重点分析了采场支架与围岩耦合作用关系和基本顶刚性块的稳定性，以及关键层上部的载荷分布规律和其破断规律。     

缓斜松软厚煤层综放开采顶煤运移规律研究

通过综放工作面支架阻力和顶煤运移特性的观测,应用损伤力学观点分析了综放工作面来压特点、顶煤与顶板的位形变化特性以及它们之间的相互关系,提出了松软厚煤层综放开采顶煤与顶板的位形变化模型,为采场及回采巷道维护提供科学依据。     

综放采场围岩支撑系统分析

本文通过对缩放采场围岩支系统及其力学特性的分析，建立了放采场的围岩力学模型，该顶煤及直接顶的软化特性、支架工作全过程，以及直接顶“小结构”的影响，由此可对综放开采的某些矿山压力现象作出满意的解释。     

放顶煤采场顶板运动规律

本文利用有限元和离散元数值模拟及力学解析计算，研究了放顶煤采场中上覆岩层运动规律，提出了采场上覆岩层运动结构为拱──梁结构及影响综放支架载荷的顶板岩层范围，并分析了影响顶板运动的主要因素。     

综放采场围岩─支架整体力学模型及分析

在初步建立综放采场围岩─支架整体力学模型的基础上，重点分析了采场支架与围岩耦合作用关系和基本顶刚性块的稳定性，以及关键层（基本顶）上部的载荷分布规律和其破断规律。     

顶板结构稳定性与顶煤放出率关系探讨

综放采场顶煤放出率控制着采空区的充填状况，从而影响着大厚度坚硬顶板的稳定性。本文建立了周期来压阶段综放采场顶板结构整体变形失稳和局部铰接失稳的力学模型；根据结构稳定理论和强度理论，得到了保持顶板结构整体变形稳定和岩块局部铰接稳定的力学和几何条件，从而建立与顶煤放出率相关的综放采场顶板稳定性判断准则；结合具体采场实例，给出了与顶煤放出率相关的综放采场顶板稳定性判断曲线和方法，为现场针对不同顶板设计合理的顶煤放出率，从而实现顶板的安全控制提供理论依据。     

坚硬顶板综放采场台阶式悬梁结构控制及其数值分析

通过对岩层移动的现场预测和相似模拟，提出了综放采场坚硬顶板的台阶式悬梁结构，建立了相应的数值模拟和力学模型，运用有限元法分析了坚硬顶板条件下支承压力对硬煤的压裂效应，依此确定坚硬顶板的最佳预处理步距和液压支架合理工作阻力，并根据力学模型对顶板台阶式悬液破断瞬态平衡条件及其与液压支架的相互作用关系进行了理论分析，从而形成了硬顶煤，坚硬顶板条件下综放采场围岩控制的基本理论和方法，实现了提高硬顶煤冒放性和回收率的安全，高产高效开采，最后，以一个工程实例佐证了其对坚硬顶板的有效控制。     

磁窑沟矿10号煤合理工作阻力预测

应根据磁窑沟矿10号煤层的地质条件,整层一次采全高综放采场的开采情况,按照预测综放采场煤岩组合移动结构及力学模型、综放支架工作阻力、综放面支架可缩量及最大最小高度参数、综放支架放煤口等数据,对综放开采支架工作阻力进行确定。     

综放开采顶煤瓦斯渗透性研究

综放开采由于采高的加大，导致采场前方顶煤中瓦斯渗透性与分层开采有较大的差异，针对目前综放开采瓦斯渗透性理论存在的问题，在有关研究的基础上，结合综放开采的实际，通过引入等效弹模，裂隙不均匀系数及有效应力对已有岩体渗透系数表达式进行修正，从而给出综放开采采场前方顶煤中瓦斯渗透系数的数学表达式，并给出现场计算实例。     

综采放顶煤安全开采条件的认识

以实用采场矿压理论的成果为基础，较深入地分析了综放条件下采场结构力学模型特征，讨论了放顶煤综采高效安全开采的条件问题。明确指出，采场支承压力分布出现内应力场是综放高效安全开采的客观基础；采用正确的放煤程序保证支架在高位态和高阻力状态下工作、以及采用正确的开采程序实现在稳定的内应力场掘进和维护巷道是综放工作实现高效安全的关键。     

顶板结构稳定性与顶煤放出率关系探讨

综放采场顶煤放出率控制着采空区的充填状况,从而影响着大厚度坚硬顶板的稳定性。本文建立了周期来压阶段综放采场顶板结构整体变形失稳和局部铰接失稳的力学模型;根据结构稳定理论和强度理论,得到了保持顶板结构整体变形稳定和岩块局部铰接稳定的力学和几何条件,从而建立与顶煤放出率相关的综放采场顶板稳定性判断准则;结合具体采场实例,给出了与顶煤放出率相关的综放采场顶板稳定性判断曲线和方法,为现场针对不同顶板设计合理的顶煤放出率,从而实现顶板的安全控制提供理论依据。     

综放采场瓦斯涌出来源,特点及防治

对综采放顶煤工艺采场瓦斯的来源，特点及规律进行了综述，并提出了综放采场、瓦 措施。     

综放采场自然发火规律研究

通过试验和理论分析，对综放采场漏风风流流动规律和气体分布规律进行了研究，得出综放采场重点防治自然发火区域、自然发火危险性空间分布范围等有关综放采场自然发火的规律。     

综放采场矿压显现规律实测研究

本文以综放采场矿压实测数据为基础,深刻分析综放工作面矿压显现规律,从力学角度和应力分布方面提出有效支护方案,从回采工艺角度提出通过矿压区段的方案,有效指导了实际工作。     

综放工作面及其围岩宏观应力壳力学特征

采用大型非线性三维计算机数值模拟、实验室相似材料模拟对综放工作面围岩应力分布进行了深入研究,发现综放工作面围岩存在高应力束组成的宏观应力壳,应力壳位于采场四周未采煤岩体和弯曲带内,其形态随工作面推进采场结构的变化而改变.应力壳承担并传递上覆岩体荷载和压力,是最主要的承载体,应力壳拱脚处应力形成采场四周围岩支承压力.砌体梁结构位于宏观应力壳下的减压带内,砌体梁仅承担壳体下岩层部分荷载.综放工作面主要力学特征是位于上覆围岩宏观应力壳保护下的低应力区内,这正是综放工作面矿压显现趋于缓和的根本原因.基于对应力壳体的发现和开展的一系列分析,揭示了综放采场顶煤“垫层”作用的力学本质.