岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (10): 3011-3021.doi: 10.16285/j.rsm.2022.1042
汪北方1, 2,蒋嘉祺1,刘学生2,梁冰3,张晶4
WANG Bei-fang1, 2, JIANG Jia-qi1, LIU Xue-sheng2, LIANG Bing3, ZHANG Jing4
摘要: 浅埋厚松散层薄基岩综采工作面开采覆岩破断失稳诱发的强压显现问题日益凸显,已对矿井安全及高效生产带来严重威胁。为此,以神东矿区22614工作面为工程背景,采用现场监测、相似试验与力学建模相结合的研究方法,分析其强矿压显现特征,揭示采动覆岩破断失稳诱因,构建覆岩破断结构力学模型,核定工作面液压支架工作阻力,并开展现场实例应用。结果表明:现场监测的工作面开采顶板平均破断步距为11.2 m,液压支架平均工作阻力为8 450.1 kN,最大工作阻力为11 857 kN;相似试验中,工作面开采老顶呈短悬臂岩梁剪切破断,断裂面贯通地表,覆岩滞后煤壁整体切落,平均垮落步距为12.5 m;通过建立浅埋厚松散层薄基岩综采工作面覆岩切落体结构平面力学模型,提出了覆岩切落体结构失稳判据,指明不稳定系数与覆岩切落角和液压支架承载力间的正相关关系;并给定了工作面液压支架工作阻力计算公式,算出了液压支架平均承载力为8 364.22 kN,与现场监测结果具有较好的一致性。该结果可为我国浅埋厚松散层薄基岩综采工作面支架选型和顶板控制提供重要的理论依据。
中图分类号:
[1] | 华成亚, 姚磊华. 边坡失稳三类能量突变判据的统一性[J]. 岩土力学, 2023, 44(增刊): 603-611. |
[2] | 肖明清, 徐晨, . 基于临界稳定断面的隧道围岩稳定性分析方法探讨[J]. 岩土力学, 2020, 41(5): 1690-1698. |
[3] | 张 明,姜福兴,李家卓,焦振华,胡 浩,舒凑先,高化军,. 基于巨厚岩层-煤柱协同变形的煤柱稳定性[J]. , 2018, 39(2): 705-714. |
[4] | 涂义亮,刘新荣,钟祖良,杜立兵,王 鹏, . 三类边坡失稳判据的统一性[J]. , 2018, 39(1): 173-180. |
[5] | 杨利福 ,常晓林 ,周 伟 ,程勇刚 ,马 刚 , . 基于离散元的重力坝多滑面深层抗滑稳定分析[J]. , 2015, 36(5): 1463-1470. |
[6] | 胡松山 ,童申家 ,刘斌清 ,谭 华 ,覃润浦 , . 基于非均质边坡强度折减法的三维桥基边坡稳定性分析[J]. , 2014, 35(S2): 653-661. |
[7] | 周元辅 ,邓建辉 ,崔玉龙 ,郑洪春 ,陈 滔 , . 基于强度折减法的三维边坡失稳判据[J]. , 2014, 35(5): 1430-1437. |
[8] | 施建勇,曹秋荣,周璐翡. 修正有限元强度折减法与失稳判据在边坡稳定分析中的应用[J]. , 2013, 34(S2): 237-241. |
[9] | 张爱军 ,莫海鸿 . 有限元强度折减法中边坡失稳位移突变判据的改进[J]. , 2013, 34(S2): 332-337. |
[10] | 陈国庆 ,黄润秋 ,周 辉 ,许 强 ,李天斌 . 边坡渐进破坏的动态强度折减法研究[J]. , 2013, 34(4): 1140-1146. |
[11] | 漆祖芳 ,姜清辉 ,唐志丹 ,周创兵. 锦屏一级水电站左岸坝肩边坡施工期稳定分析[J]. , 2012, 33(2): 531-538. |
[12] | 胡安峰 ,陈博浪 ,应宏伟. 土体本构模型对强度折减法分析基坑整体稳定性的影响[J]. , 2011, 32(S2): 592-597. |
[13] | 万少石,年廷凯,蒋景彩,栾茂田. 边坡稳定强度折减有限元分析中的若干问题讨论[J]. , 2010, 31(7): 2283-2288. |
[14] | 裴利剑,屈本宁,钱闪光. 有限元强度折减法边坡失稳判据的统一性[J]. , 2010, 31(10): 3337-3341. |
[15] | 李英勇,张顶立,张宏博,宋修广. 边坡加固中预应力锚索失效机制与失效效应研究[J]. , 2010, 31(1): 144-150. |
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