【摘要】：根據(jù)俯偽斜開(kāi)采采場(chǎng)布置呈平行四邊形特點(diǎn),基于彈性薄板小撓度理論,建立了俯偽斜開(kāi)采基本頂力學(xué)模型;采用康托洛維奇法推導(dǎo)得到工作面初采和正常推進(jìn)2個(gè)階段基本頂彎曲變形近似表達(dá)式,揭示了俯偽斜采場(chǎng)基本頂2個(gè)階段變形破斷形狀效應(yīng)的力學(xué)機(jī)理。結(jié)合逢春煤礦S2611俯偽斜工作面的實(shí)際工程參數(shù),計(jì)算得出工作面初次來(lái)壓步距和周期來(lái)壓步距分別為12 m和8 m,基本頂破斷前最大撓度均為0.08 m,處于工作面中上部位置。對(duì)急傾斜薄煤層俯偽斜工作面來(lái)壓強(qiáng)度低,采空區(qū)上、中、下部矸石充填率差異不大及分段來(lái)壓等特殊礦壓現(xiàn)象進(jìn)行了討論。
【圖文】：

取特殊情況α=90°為矩形板，分別與文獻(xiàn)[11](四邊固支矩形板)和文獻(xiàn)[8](三邊固支一邊簡(jiǎn)支矩形板)中給出公式的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，計(jì)算的載荷與板的力學(xué)參數(shù)均參照文獻(xiàn)[11]。最終采用本文公式計(jì)算得到板中心撓度分別為-0.00136m和-0.00581m(文獻(xiàn)分別為-0.00130m和-0.00549m)，誤差分別為4.62%和5.83%。可見(jiàn)本文給出的平行四邊形板彎曲變形解近似程度高，基本能滿足工程計(jì)算精度。2.2頂板變形特征及其形狀效應(yīng)1)樣頂板變形隨推進(jìn)步距a變化規(guī)律取α=120°，b=20m，令a在35~85m范圍內(nèi)變化(6種情況)，分別得到初次開(kāi)采(圖2中實(shí)線)和正常開(kāi)采(圖2中虛線)2種狀態(tài)下v=b/2剖面上頂板的下沉曲線，可以看出：①在初次開(kāi)采和正常開(kāi)采階段，隨著工作面向前推進(jìn)，基本頂變形特征均為先增長(zhǎng)后穩(wěn)定趨勢(shì)，對(duì)應(yīng)下沉曲線表現(xiàn)為由“V”形向“U”型的轉(zhuǎn)化；最大下沉量趨于穩(wěn)定，表明頂板開(kāi)始破斷失穩(wěn)，此時(shí)，a位于45~55m之間。②基本頂最大變形量均位于u=a/2處，且初次開(kāi)采時(shí)，變形曲線沿u方向嚴(yán)格對(duì)稱。③在正常開(kāi)采階段，臨采空區(qū)一側(cè)頂板下沉量大于工作面?zhèn)软敯逑鲁亮�，且正常開(kāi)采時(shí)頂板最大下沉量較大，說(shuō)明與四邊固支平行板相比，存在簡(jiǎn)支邊的頂板更容易或者更早發(fā)生破斷失穩(wěn)，與現(xiàn)場(chǎng)的周期來(lái)壓步距小于初次來(lái)壓步距現(xiàn)象吻合。度撓m/圖2推進(jìn)步距對(duì)基本頂變形影響Fig.2Effectofadvancingstepondeformationofmain2)頂板變形隨傾斜角α變化規(guī)律取a=20m，b=85m，令α在90°到140°范圍內(nèi)變化，分別得到初次開(kāi)采和正常開(kāi)采2種狀態(tài)下u=a/2剖面上頂板的下沉曲線。在初次開(kāi)采階段，如圖3所示，隨著傾斜角α的增大，，頂板變形量逐漸增大，成正相關(guān)關(guān)系，表明隨著平行四邊形傾斜程度的加大，板的穩(wěn)定性降低，即隨著俯偽斜工作面層面角(與傾?

椒ń鈉信卸?[14]，即采場(chǎng)頂板來(lái)壓判斷的計(jì)算公式為：tlpPP(14)tppPP(15)式中：Pl為來(lái)壓判據(jù)，MPa；Pp為正常時(shí)期支架平均工作阻力，MPa；Pt為支架最大工作阻力平均值，MPa；σp為平均值的均方差，MPa，按下式進(jìn)行計(jì)算：211niiPPntpt(16)式中：Pti為支架實(shí)測(cè)最大阻力值，MPa；n為支架最大工作阻力實(shí)際統(tǒng)計(jì)次數(shù)。當(dāng)實(shí)測(cè)值Pti>Pl時(shí)，即可判斷頂板處于來(lái)壓狀態(tài)。將礦壓觀測(cè)期間工作面10#，27#和44#支架每日測(cè)得的最大工作阻力值繪制成如圖7所示的折線圖，并用采場(chǎng)頂板來(lái)壓判據(jù)式(14)~(16)進(jìn)行S2611工作面來(lái)壓特征識(shí)別，結(jié)果在圖7中進(jìn)行了標(biāo)注。依據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，得到S2611工作面基本頂初次來(lái)壓步距平均為14.2m，初次來(lái)壓強(qiáng)度平均為36.1MPa；周期來(lái)壓的平均步距為8.47m，平均強(qiáng)度為32.45MPa。采場(chǎng)頂板周期來(lái)壓步距、強(qiáng)度分別為初次來(lái)壓步距、強(qiáng)度的60%和90%，與前面理論計(jì)算結(jié)果較為一致，誤差分別為15%和5%。較之于緩傾斜、傾斜煤層開(kāi)采，S2611工作面頂板初次來(lái)壓、周期來(lái)壓的步距和動(dòng)壓系數(shù)均比較校究其原因，可能是S2611工作面開(kāi)采M6-3#煤層的直接頂為厚1.03m的M6-2#煤層和泥巖，基本頂為厚度3.38m的砂質(zhì)泥巖。盡管煤層傾角較大，頂板巖層壓力順層面的分力加大，垂直層面的分力減小，但直接頂較薄而松軟，基本頂厚度偏小，基本頂之上還存在厚0.06m的M6-1#煤線，直接頂、基本頂?shù)恼w強(qiáng)度低。隨工作面向前推進(jìn)，直接頂容易垮落，基本頂?shù)膽衣堕L(zhǎng)度大為減小，導(dǎo)致采場(chǎng)頂板來(lái)壓步距偏小，來(lái)壓強(qiáng)度偏低。架工作面支荷載MPa/架工作面載荷支MP/a架工作面載荷支MP/a圖7支架支護(hù)阻力變化曲線Fig.7Curveofsupportresistance

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