采动岩层整体移动"类双曲线"理论模型及验证 -——从二维"类双曲线"到三维"类双曲面"模型
左建平1
徐丞谊1
孙运江1
李颖1
吴根水2
于美鲁2
1.中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院,北京 100083;中国矿业大学(北京)采矿岩石力学国际创新中心,北京 1000832.中国矿业大学(北京)采矿岩石力学国际创新中心,北京 100083
摘要：煤炭开采会引起上覆岩层自下而上变形、破断及移动,并导致地表沉陷等问题,其本质是一个力学过程,故亟需发展基于岩层破断力学机理的移动理论模型.首先简要回顾了国内外岩层移动理论模型,然后重点介绍了本团队近年来在岩层整体移动理论模型方面的研究进展.基于不同层位岩层的破断形态的力学分析和相似模拟试验结果,提出了采动覆岩整体移动"类双曲线"模型,其顶点大约位于上覆岩层主关键层的层位.进而建立了岩层移动内外"类双曲线"整体模型,给出了采动覆岩内外整体移动表达式及物理意义参数体系.针对不同覆岩和煤层赋存条件,分析了岩层整体移动"类双曲线"模型的演化规律.在此基础上,进一步将二维"类双曲线"拓展到三维"类双曲面"模型,建立了采动覆岩全空间"类双曲面"立体移动模型,该模型包含"类单叶"和"类双叶"双曲面.该理论模型是在我国很多前辈及学者的研究基础上,从系统科学的角度考虑岩层的整体移动规律,初步形成了采动覆岩整体移动"类双曲线(面)"理论模型框架,希望能为我国煤炭科学开采提供理论指导.
关键词：岩层移动"类双曲线"模型"类双曲面"模型关键层理论
分类号：TD325(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52225404)北京市卓越青年科学家资助项目(BJJWZYJH01201911413037)中央高校优秀青年团队资助项目(2023YQTD01)
论文发表日期：2024-04-28
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：21( 1731-1751 )
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