長壁工作面采動壓力
?
? |
長壁工作面采動壓力 |
? |
??? 工作面周圍巖(煤)體內(nèi)的應(yīng)力和作用在支護(hù)物上壓力的統(tǒng)稱,又稱工作面礦山壓力或礦壓。在工作面地壓作用下引起的一系列力學(xué)現(xiàn)象,如頂板下沉、支架變形與折損、煤壁片幫以及在特殊情況下發(fā)生的局部冒頂和頂板沿工作面煤壁切落(大冒頂)等,稱工作面地壓顯現(xiàn)或礦壓顯現(xiàn)。? |
?
上,另一端可自由懸露或支撐在支架和垮落巖石上(圖
2 [
頂板懸臂梁
]
)。當(dāng)頂板由幾層巖層組成時,形成綜合懸梁,在變曲下沉后,被垮落的巖石支撐,可能僅產(chǎn)生彎曲而并不折斷。當(dāng)懸伸長度很大時,發(fā)生有規(guī)律的周期性折斷,可能引起周期來壓。懸臂梁假說可解釋以下事實(shí):工作面近煤壁處,頂板下沉最小,支架載荷也??;隨著離煤壁距離越遠(yuǎn),下沉與載荷越增大;工作面前方存在支承壓力和工作面出現(xiàn)周期來壓等。但計(jì)算所得的頂板下沉和支架載荷與實(shí)際情況不盡吻合。?
?? 鉸接巖塊假說是蘇聯(lián)庫茲涅佐夫于1950~1954年提出,認(rèn)為工作面上覆巖層的破壞可分兩帶,即不規(guī)則垮落帶和其上的規(guī)則移動帶。不規(guī)則垮落帶分上下兩部分,下部垮落時,巖塊雜亂無章;上部垮落時,則按原有方向較規(guī)則地排列。兩者的高度是采厚、松散膨脹系數(shù)與垮落巖層厚度的函數(shù)。規(guī)則移動帶的巖塊相互鉸合形成一條多環(huán)節(jié)的鉸
?
?
鏈,規(guī)則地在采空區(qū)上面下沉
,
見圖
3[
鉸接巖塊假說的頂板巖層不同分布
]
。假說認(rèn)為工作面支架存在兩種不同的工作狀態(tài)。當(dāng)規(guī)則移動帶(相當(dāng)于老頂)下部巖層變形小而不發(fā)生折斷時,不規(guī)則垮落帶巖層(相當(dāng)于直接頂)和老頂間就可能發(fā)生離層
,
支架最多只承受直接頂折斷巖層的全部重量
,
故稱支架處于“給定載荷狀態(tài)”。當(dāng)直接頂受老頂移動影響折斷時,支架所受載荷和變形取決于規(guī)則移動帶下部巖塊的相互作用,載荷和變形將隨巖塊的下沉不斷增加,直到巖塊受已垮落巖石的支承達(dá)到平衡為止。這種情況稱為支架的“給定變形狀態(tài)”。假說對支架和圍巖的相互作用作了較詳細(xì)的分析,但它缺乏巖塊與巖塊之間力的分析。?
?? 中國學(xué)者在鉸接巖塊假說基礎(chǔ)上進(jìn)行研究,發(fā)展了該學(xué)說。認(rèn)為對工作面地壓顯現(xiàn)影響較大的是斷裂帶巖層。帶中已破斷的巖塊如同磚石結(jié)構(gòu)的砌體,形成的平衡結(jié)構(gòu)可稱為“砌體梁”。外形是梁,實(shí)質(zhì)是拱。?
?? 他們提出開采后的上覆斷裂帶巖層可分為三個區(qū),見圖4[a砌體梁平衡假說的斷裂帶分區(qū)b結(jié)構(gòu)力學(xué)模型]
?
?