采场顶板关键层"横U-Y"型周期破断特征的试验研究
朱卫兵1
于斌2
鞠金峰3
刘文兵1
齐祥瑞1
1.中国矿业大学 矿业工程学院,江苏 徐州 2211162.中国矿业大学 矿业工程学院,江苏 徐州 221116;大同煤矿集团有限责任公司,山西 大同 0370033.中国矿业大学 物联网(感知矿山)研究中心,江苏 徐州 221008
摘要：针对部分坚硬顶板矿井采动导水裂缝带处于8～15倍采高的高位关键层,"横O-X"破断运动引发工作面动载矿压甚至压架、临采空侧回风平巷超前100～200 m底鼓大变形等动力灾害的问题,采用自制的大尺度三维物理模拟实验平台,研究高位关键层的破断运动特征.结果表明:关键层发生横向破断时,首先,关键层板正面两侧长边和反面中部长轴方向同时形成破断裂隙;其次,关键层板正面两侧短边形成弧形裂隙,而反面沿中轴线端点同步形成八字形破断裂隙;再次,在板正面形成"O"形裂隙的同时反面形成"X"形裂隙,正面形成"U"形裂隙的同时反面形成"Y"形裂隙;最后,正反面裂缝贯通形成"横O-X"型初次破断和"横U-Y"型周期破断,在工作面上方形成"弧形三角板"和巷道上方形成"梯形板"的破断块体结构.统计发现,"横O-X"型初次破断步距与"横U-Y"型周期破断步距长度基本一致;横向破断形成的"弧形三角板"块体角度为75°～78°,与腰线和弧形切线形成的夹角72°～82°基本相等,近似于一个等角的"弧形三角板".砌块模型试验结果表明,"弧形三角板"块体大幅回转过程中,因其顶点易与"梯形板"结构发生回转变形失稳而出现脱离现象,导致"弧形三角板"滑落失稳从而会引发工作面强矿压.研究成果为大采高开采工作面强矿压灾害防治提供试验基础.
关键词："横U-Y"型周期破断弧形三角板底鼓动力灾害矿压显现大采高
分类号：TD325(矿山压力与支护)
资助基金：国家重点研发计划(2016YFC0501104)
论文发表日期：2020-02-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 36-43 )
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