大采高周期来压下顶板结构稳定性和动载效应深度探究

本文主要探讨了大采高采场中周期来压对顶板结构稳定性和动载效应的影响。作者通过结合相似模拟、理论分析和现场实测方法，深入研究了在大采高开采过程中，特别是在初次来压和周期来压阶段，基本顶（主顶）的力学行为和结构特征。研究发现，大采高采场中的基本顶在压力作用下形成类似于静定三铰拱的结构，这种结构在失稳后会导致工作面支架承受更大的影响范围，进而引发采场来压现象以及顶板的动态载荷冲击。 在周期来压期间，作者进一步揭示了基本顶结构的极限承载能力，即其在承受最大压力而不失稳时的最大支撑能力。此外，还确定了回转失稳的极限位置，即顶板开始发生旋转失稳前的最大允许位移，以及滑落失稳的危险点，这些是衡量顶板稳定性的重要参数。通过对失稳条件的分析，文章得出了关于顶板失稳发生的必要条件。 通过运用能量守恒和动量定理，文章推导出了在不同失稳类型的条件下，冲击用时和冲击作用力的解析表达式，这为理解动载效应的发生过程提供了定量依据。具体来说，它解释了在顶板失稳时，冲击是如何随着时间的推移逐渐增强并释放能量的过程，以及这一过程中的作用力分布情况。 最后，作者将这些理论成果应用到8101工作面上的实际动载冲击现象分析中，验证了理论模型的有效性和实用性。通过实例，研究者能够更好地预测和控制大采高采场的顶板活动，从而优化开采过程的安全性和经济效益。 这篇文章对于理解和管理大采高采场的顶板稳定性及其动态效应具有重要的指导意义，对于提升矿井开采的科学性和安全性具有显著的价值。