大倾角厚煤层综放开采：周期性基本顶破断模式与演化分析

本文主要探讨了大倾角厚煤层长壁综放开采中基本顶的破断模式及其演化过程，特别是在推进工作面的过程中，基本顶的应力分布和断裂模式的形成。作者王金安、张基伟、高小明等人基于弹性力学理论，构建了一个模型，这个模型详细描绘了基本顶从初始的小三角形悬板状态，经过大三角形悬板阶段，最终发展成斜梯形板的演变过程。他们通过计算不同形状基本顶的上、下板面的应力分布，揭示了断裂线的发育轨迹和破坏区域的动态变化，得出了一个关键的发现，即大倾角煤层的基本顶呈现出周期性的“四边形”型断裂模式。 研究结果显示，这种周期性断裂并非均匀发生，而是按照特定的空间顺序进行，即从工作面的中下部开始，逐渐向上部和下部扩展，形成了“中下部→中上部→上部→下部”的模式。这种断裂模式的时空特性对于理解煤层开采过程中的矿压控制和围岩稳定性至关重要。 为了验证这些理论分析，作者采用了数值模拟和现场监测相结合的方法，发现基本顶周期断裂过程中，采场围岩的应力场分布以及矿压的显现确实遵循着时序性和非对称性特征。这意味着在大倾角煤层的综放开采中，必须考虑到这种动态的破断行为，以便采取有效的支护和管理措施，确保开采安全。 此外，文章还提到了关键词，如大倾角煤层、综放开采、基本顶、周期断裂以及悬顶结构，这些都是深入研究该领域的重要概念。最后，这项研究得到了国家自然科学基金重点项目的资助，反映了其学术价值和实践意义。 这篇论文为大倾角厚煤层长壁综放开采的基本顶破断问题提供了深入的理论分析和实证支持，对于优化开采技术、保障煤矿安全具有重要的参考价值。