板壳理论在充填开采断裂带高度计算中的应用

"基于板壳理论的充填开采断裂带高度计算方法研究" 本文主要探讨了在煤矿充填开采过程中，如何运用板壳理论来理解和预测顶板断裂带的发展规律和破坏范围。板壳理论是一种在结构力学中用于分析薄板或薄壳受力后变形的理论，它在解决复杂几何形状物体的应力分布和变形问题上具有广泛应用。在充填开采中，顶板岩层的断裂带高度是一个关键参数，直接影响着开采的安全性和效率。 首先，作者通过理论分析，利用板壳理论揭示了顶板岩层在开采过程中断裂破坏的本质，即由于开采导致的应力重分布使得岩层产生弯曲和断裂。这一过程涉及岩层的弹性模量、泊松比、厚度以及开采引起的应力变化等因素。通过对这些因素的综合考虑，可以建立起计算断裂带高度的数学模型。 接着，研究者以红阳四矿为实际案例，应用建立的计算模型预测了1326工作面的断裂带高度为8.0米。为了验证理论计算的准确性，他们还在现场设置了岩层窥测孔，通过观察孔中的岩层破坏情况，得到断裂带高度的实际范围在7.7米到8.2米之间，与理论计算结果吻合较好，证明了该计算方法的有效性。 此外，文章还强调了在坚硬岩层条件下，采用板壳理论进行充填开采覆岩变形破坏规律的研究具有重要意义。这不仅有助于提高开采的安全性，减少因顶板断裂带来的地质灾害风险，还能优化开采设计，提高资源回收率。 关键词：板壳理论；充填开采；断裂带高度；岩层窥测孔；坚硬岩层 该研究结合了理论与实践，为充填开采提供了科学的断裂带高度计算方法，对于指导矿山安全生产、预防顶板事故和保护矿区环境具有深远的理论和实践价值。同时，这种研究方法也为未来在不同地质条件下的矿山开采提供了新的研究思路和技术支持。