近距离煤层应力拱形态与支承压力分布演化研究

为了确定近距离煤层重复开采停采煤柱的合理宽度,以燕子山矿为工程背景,基于应力拱理论进行了研究。采用理论分析、数值模拟及现场实测研究了随重复开采应力拱形态和支承压力分布的演化规律及响应关系。结果表明：跨度、埋深与支承压力影响范围呈正相关,而拱高、集中应力系数与其呈负相关。重复开采引起应力拱左、右半拱的拱高和跨度按时空顺序分别增大至165 m和235 m,结合理论计算得超前支承压力影响范围由78 m增大至94 m。现场实测所得数据得到了相同的规律。应力拱的形态与支承压力分布的演化高度关联,随重复开采超前支承压力影响范围明显增大。研究成果可为近距离煤层停采煤柱宽度的留设提供科学依据。     

异形载荷–弹性基础基本顶板结构破断特征及稳定性分析

为了研究近距离煤层层间基本顶三维破断演化特征，建立异形载荷–弹性基础基本顶板结构周期破断力学模型，探究不同载荷作用下层间基本顶破断位置、破断类型和破断形态，并对破断结构进行空间稳定性分析，阐明直角梯形板块失稳灾变条件及其对主控因素的响应规律。结论如下：(1)基本顶破断形态与上覆载荷分布形式直接相关，在均布载荷作用下，基本顶发生“O-X”破断，形成1个类等腰梯形板块和2个弧三角块体；在边界煤柱–采空区单峰状载荷作用下，基本顶发生“■”破断，形成2个类直角梯形板块和2个弧三角块体；在孤岛煤柱驼峰状载荷作用下，基本顶发生“■”破断，类直角梯形板块间形成块裂区。(2)破断结构失稳判据显示，直角梯形板块存在滑落失稳和回转变形失稳2种失稳形式，且每种失稳形式具有整体失稳、单边失稳和不失稳3种灾变组合。(3)随上覆载荷q增大，滑落失稳系数(深入煤体长边K₁、侧向直角边K₂)减小，回转失稳系数(深入煤体长边K₃、侧向直角边K₄)增大，即载荷增大不利于板块保持稳定；板块断裂宽度w具有与载荷q类似的规律，但当断裂宽度达...