非均布载荷下充填开采岩层连续弯曲移动力学模型
孙运江1
徐丞谊1
左建平2
李蒙蒙1
史月1
周钰博1
1.中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京 1000832.中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京 100083;中国矿业大学(北京) 煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京 100083
摘要：为了通过采空区充填控制顶板岩层连续弯曲移动,实现保护矿区生态,提出了充填开采覆岩移动"四带"划分:充填体压缩带、连续弯曲下沉带、关键层承载带和生态保护稳定带.试验研究了不同配比(2:1、3:1、4:1、5:1、6:1)矸石和粉煤灰的压缩力学特性,得出充填体的"应力-应变"关系近似呈抛物线关系.充填体压缩初期(0～2 MPa)快速变形,压缩后期(>6 MPa),变形量增长较缓慢,可知充填体初期捣实对岩层变形控制起重要作用.当矸石和粉煤灰配比为4:1时,充填体抗压变形性能最好.分析了工作面后方应力降低和近似线性恢复的关键层承载保护机制.基于充填体压缩特性和工作面后方应力非均匀分布,建立了非均布载荷作用下充填顶板岩层连续弯曲力学模型,得出了充填开采顶板岩层连续弯曲变形的力学条件,实现对充填开采顶板连续弯曲移动的准确判定.数值模拟分析了不同充填率时上覆岩层移动规律,得知当充填率大于90％时,顶板岩层近似发生连续变形移动,且直接顶和地表最大下沉量的模拟结果与理论预测非常接近.
关键词：岩层连续移动充填体压缩带连续弯曲下沉带关键层承载带生态保护稳定带非均布载荷关键层充填体压缩特性
分类号：TD325(矿山压力与支护)
资助基金：北京市卓越青年科学家资助项目(BJJWZYJH01201911413037)国家自然科学基金(52004287)国家自然科学基金(41877257)陕西陕煤陕北矿业有限公司重点资助项目(2018SMHKJ-A-J-03)
论文发表日期：2020-09-25
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：7( 139-145 )
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