我矿采场坚硬顶板破断规律及控制

初步探讨了云岗矿采场坚硬顶板破断的基本规律，介绍了利用端头强制放顶处理坚硬顶板的方法，并通过端头强制放顶后的矿压观测资料分析了放顶后顶板上覆岩层的活动规律。     

断层下采场顶板破断规律的研究

基于UDEC软件对断层下采场顶板的破断规律进行分析,研究了不同倾斜角度断层和断层在采场顶板上方不同位置时对采场顶板竖直方向位移和应力的影响规律,从而得到了断层下采场顶板的破断规律,这些将为断层下采区顶板的支护提供一定的理论指导。     

大倾角仰(俯)采采场顶板破断的薄板模型分析

为了研究大倾角仰采、俯采采场顶板破断机理,建立了大倾角仰、俯采顶板薄板力学模型,利用薄板理论并结合力学分析、数值计算对大倾角俯采及仰采工作面破断时的基本顶岩层应力分布特征与破断机理进行了分析计算,得出了薄板极限破断准则和破断步距理论计算式.结果表明:大倾角仰(俯)采采场顶板破断形式不同于近水平煤层顶板的"O-X"型破断;倾角影响并决定着采场顶板倾向方向的破断特征;走向仰(俯)角对顶板岩层初次破断特征和周期破断特征呈现出不同的影响.     

采场老顶初次破断机理与破断形态分析

依据典型浅埋煤层工作面的实测和模拟，发现了采场老顶初次破断的非对称现象。运用相似模拟和理论分析相结合的方法，揭示了采场顶板初次破断机理，确定了有关参数。     

孤岛工作面顶板破断的薄板模型分析

为了研究孤岛工作面的顶板破断机理,利用理论分析和数值模拟的方法建立了两对边简支两对边固定、三边简支一边固定的顶板薄板力学模型。分析计算得出薄板的极限破断准则和应力分布情况,并通过极限破断准则计算出顶板破断初次来压步距和周期来压步距。通过现场观测顶板断裂的初次来压步距和周期来压步距,其结果与理论分析计算的结果较吻合,可为类似的工作面来压预报提供依据。     

基于薄板理论的急倾斜工作面顶板初次变形破断特征研究

根据急倾斜煤层工作面顶底板地质赋存条件以及冒落矸石对工作面中下部采空区的充填特征,利用弹性薄板小挠度理论,建立了急倾斜工作面顶板的受力力学模型,研究了顶板在上覆岩层和下方充填矸石作用下顶板挠曲变形特征,得到急倾斜工作面下部采空区充填带宽度的理论计算公式和顶板变形挠度方程,结合龙煤集团七台河新铁煤矿工作面实际开采参数,分析出急倾斜工作面中上部顶板受力变形较大,下部顶板变形较小,最大挠度点距工作面上端头24 m处,最大变形量为320 mm,工作面中上部前方煤壁和后方煤壁处、上部顶板和中下部冒落矸石接触处将首先出现拉伸或剪切破坏,最后将形成"U"字型破断。研究结果与实际顶板受力变形相符。     

极近距离煤层开采下煤层采场顶板破断规律

以叙永一矿极近距离薄煤层开采为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测的研究方法,提出了煤层群开采层间距的划分方法;并利用顶板岩梁理论推导了C20煤层直接顶断裂步距表达式;研究揭示了极近距离煤层工作面采场顶板破断规律;利用现场实测矿压数据较好地验证了理论分析和数值模拟结果。研究结果可以为极近距离煤层开采安全高效开采提供参考。     

基于板模型的采场顶板破断机理分析

煤炭开采导致采场上覆岩层形成特定的空间结构,在传统矿压理论中,人们提出了悬臂梁,铰接岩梁,预成裂隙梁以及砌体梁模型等来研究采场顶板的破坏规律和矿压显现问题.但用梁模型来研究采场顶板问题具有相当的近似性.本文将采场坚硬顶板视为弹性薄板,并考虑采场初次来压和周期来压时特定的边界条件,利用位移变分法从理论上分析了项板的内力分布规律和破断机理,给出了确定硕板初次和周期垮落步距的理论计算式.     

基于薄板理论的巷道层状顶板破断模型分析

基于弹性薄板理论,对巷道单层厚度较小的层状顶板进行力学分析,建立不同边界条件下层状顶板岩层的薄板力学模型,通过推导四边简支板和两对边固支板边界条件下顶板岩层所受的最大弯矩理论解,依据第一强度理论建立顶板岩层最大拉应力方程,并结合数值模拟分析得到了顶板岩层应力分布特征与破断机理。     

薄煤层坚硬顶板的薄板理论分析及来压预报

在用薄板理论分析白腊坪煤矿K13煤层顶板的应力分布规律的基础上，根据最大拉应力强度理论建立顶板初次及周期来压步距的计算式，利用该计算式在现场实施顶板来压预报结果表明，用薄板理论研究薄煤层坚硬顶板的应力分布规律是合理的。     

基于黏弹性基支薄板模型的顶板力学分析

老顶力学模型采用薄板模型,根据弹性力学中的最小势能原理,求得基于文克勒弹性地基薄板模型的顶板位移函数。将支撑老顶的直接顶与煤层视为黏弹性基础,基础模型为广义开尔文模型,在弹性地基薄板模型分析结果的基础上,根据“弹性-黏弹性”对应原理,通过拉普拉斯变换法得到了基于黏弹性基支四边固支薄板模型的老顶位移、应力的解析解,为分析顶板稳定性及预测老采空区的地表沉降提供一定的理论依据。     

尾砂充填连续开采采场顶板稳定性数值分析

针对金属矿山上向分尾砂充填连续采矿法开采条件的复杂性,通过运用弹塑性有限单元分析方法,建立平面应变数学模型,对采场顶板稳定性及采场结构参数进行分析和优化计算。结果表明,控制采场跨度或暴露面积是维系采场顶板稳定的根本措施;单层矿体开采时,随着采场跨度的加大,顶板预应力拉应力也相应增大,但伴随采高的增加,围岩内部的最大主应力、最大剪应力逐渐增大,顶板下沉量也逐渐增大,而顶板内拉应力却逐渐减小。相对1#脉脉矿体,推荐采场顶板极限暴露面积为600 m²左右,以此为基础确定的采场长、宽尺寸采场顶板稳定性最好。     

基于危险源理论对邹家山矿采场顶板事故影响因素分析

针对目前非煤矿山顶板冒落事故分析系统偏重于人为原因的问题,本文采用危险源理论,结合顶板事故发生机理,对邹家山矿采场顶板事故进行危险辨识。结果表明:顶板厚度、矿体厚度、矿体埋深、矿体倾角、抗压强度、断层以及空顶时间是影响邹家山顶板冒落事故的主要因素。     

金厂峪地下采场回采顺序弹塑性数值模拟分析

在金厂峪深部地下采场的回采过程中,采用不同的回采顺序,对采场稳定性具有显著的影响。利用商业软件ANSYS对回采顺序系统地进行三维弹塑性有限单元法分析,以寻求最佳回采顺序,可使矿柱受损程度和范围减小,从而确保采场的回采安全进行。     

基于MATLAB定量分析采场复杂力学问题的方法研究

以煤矿地下开采实测数据或数值模拟输出数据为基础,以采场顶板“梁模型假说”为背景,利用MATLAB软件在曲线拟合、多项式插值、微积分和求方程解等方面的强大功能,将实测或数值计算得出的采场顶梁载荷的离散数据拟合成曲线函数,并通过积分找出梁上剪力和弯矩的分布曲线,求出剪力值和弯矩值,同时通过求根的方法解出剪力和弯矩最大值,找出剪力和弯矩最大值的位置,实现采场顶梁受非线性分布载荷作用下的复杂力学问题的定量分析,为预测顶梁破坏提供了更为精确的方法。     

基于CT-GRNN模型的采场顶板位移预测

将混沌学理论与广义神经网络相结合构建了基于CT-GRNN的采场顶板位移预测模型。首先应用Matlab混沌工具箱, 对顶板位移数据进行混沌判别, 得出顶板位移数据混沌时间序列的特点, 进而对顶板位移数据进行相空间重构, 最后采用广义回归神经网络对采场顶板位移进行预测。以新桥矿E15、E27采场顶板位移预测为例, CT-GRNN模型的预测误差分别为2.1%和2.6%, 相比传统BP神经网络预测（预测误差分别为5.7%和4.8%）, 精度得到大幅度提高, 可作为采场顶板位移预测的一种新手段。     

基于可拓学理论的采场顶板稳定性评价

可拓学作为一种处理不相容问题的新理论。在工程领域正逐步得到广泛应用。利用该理论建立了地下矿山采场顶板稳定性评价的物元模型,对大厂铜坑矿92号矿体实际采场顶板稳定性进行了评价。通过简单关联函数确定权重及关联度的计算,取得了客观合理的评价结果。证明了可拓学理论在复杂的岩体工程评价中的有效性和可行性。