基于薄板模型的高韧性煤层难冒放机理分析

为研究高韧性煤层综放开采的难冒放机理,以煤样物理力学参数试验为基础,分析了高韧性煤层的韧性指标特征;建立了均布载荷下综放采场顶煤与顶板的薄板模型,应用Matlab对薄板挠曲面公式进行了编译,并结合工作面参数对顶煤与顶板三维挠曲面进行了仿真模拟,得出顶煤与顶板离层范围及最大离层量;对选取的高韧性煤层工作面支架载荷进行了监测、统计和整理,得出工作面内顶煤与顶板离层范围及离层区域形状。结果表明:高韧性煤层弹性模量较小,综放开采时顶煤与顶板之间易产生大范围离层,初采和回采阶段离层区域分别呈椭圆形和弓形;顶煤得不到顶板压力的作用而不能及时断裂、破碎和放出;现场支架载荷数据分析与薄板模型挠曲面模拟的结果具有较好的一致性。