大倾角煤层开采下的覆岩结构与矿压显现关键特性研究

本文主要探讨了大倾角煤层采场的覆岩结构及其矿压显现特征。作者李小萌和刘斐基于大倾角煤层采场特有的顶板受力特点，构建了一个非均布载荷下的顶板固支梁模型，对顶板的应力分布进行了深入分析。研究发现，顶板的压应力在下端头梁的下表面达到最大，约为上端头的136%，显示出明显的不均衡受力特性；相比之下，上端头处的拉应力稍高，比下端头高出约26%。这种应力分布反映了岩石抗压性强但抗拉性弱的特点，导致工作面上部首先因失稳而发生破裂，引发较早的矿压显现。 根据工作面倾向，覆岩运动被划分为三个区域：密实充填段、不均匀充填段和动载影响段。在密实充填段，由于垮落矸石的支撑，覆岩结构类似于长悬臂梁，矿压显现强度较低。而在动载影响段，由于短悬臂梁的存在，支架的载荷通常较小，但动态影响显著，表现出明显的动载特征。 作者的研究不仅依赖理论模型，还通过现场支架工作阻力的监测数据来验证其分析结果和倾向覆岩移动假设的准确性。这项研究对于理解和控制大倾角煤层开采中的矿压问题具有重要的实际应用价值，对于优化开采工艺、确保开采安全以及提高资源利用效率具有指导意义。 关键词：大倾角煤层、非均布载荷、覆岩结构、破坏准则、矿压显现。该研究不仅属于行业研究范畴，也对煤炭工程领域内的顶板管理、矿压控制和开采技术的发展有所贡献。通过这篇文章，读者可以深入了解大倾角煤层开采过程中复杂而又关键的力学和地质特性。