上位直接顶“散体拱”结构的形成及失稳演化 - 煤炭学报.pdfVIP

　第３３卷第４期 煤　　炭　　学　　报 Ｖｏｌ．３３　Ｎｏ．４　 　２００８年 ４月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＨＩＮＡＣＯＡＬＳＯＣＩＥＴＹ Ａｐｒ．　 ２００８　 　　文章编号：０２５３－９９９３（２００８）０４－０３７８－０４ 上位直接顶 “散体拱”结构的形成及失稳演化 李红涛，刘长友，汪理全 （中国矿业大学 煤炭资源与安全开采国家重点实验室，能源与安全工程学院，江苏 徐州　２２１１１６） 摘　要：通过相似模拟实验和理论分析，研究了综放条件下上位直接顶 “散体拱”结构的形成 机理和移动演化过程．认为在综放条件下，以散体状态出现的直接顶岩块在渐进流动过程中的某 一时刻，由流动孔口周边作用的垂直剪切力与上方垮落岩体重力之间形成的应力平衡是上位直接 顶 “散体拱”结构形成的力学条件；工作面的不断推进及 “散体拱”结构的不对称性而导致的 承载能力不均，造成后拱脚和前拱脚先后失稳是 “散体拱”结构不断失稳、重组和前移的原因． 关键词：上位直接顶；散体拱；移动演化过程 中图分类号：ＴＤ３２２　　　文献标识码：Ａ Ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇａｎｄｄｅｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙｏｆｇｒａｎｕｌａｒａｒｃｈｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆｕｐｐｅｒｉｍｍｅｄｉａｔｅｒｏｏｆ ＬＩＨｏｎｇｔａｏ，ＬＩＵＣｈａｎｇｙｏｕ，ＷＡＮＧＬｉｑｕａｎ （ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏａｌＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＳａｆｅＭｉｎｉｎｇ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄＳａｆｅｔｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ 　２２１１１６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｓｔｉｎｇａｎｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｗｅｒｅｍａｄｅｔｏｓｔｕｄｙｇｅｎｅｒａｔｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄｍｏｖｉｎｇｅｖｏｌｕ ｔｉｏｎａｒｙｐｒｏｃｅｓｓｏｆ“ｇｒａｎｕｌａｒａｒｃｈ”ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｕｐｐｅｒｉｍｍｅｄｉａｔｅｒｏｏｆｉｎｔｏｐｃｏａｌｃａｖｉｎｇ．Ｔｈｅｓｔｕｄｉｅｓｓｈｏｗｔｈａｔａｓ ｃａｖｉｎｇｒｏｃｋｓｏｆｉｍｍｅｄｉａｔｅｒｏｏｆｉｎｇｒａｎｕｌａｒｓｔａｔｅｉｎｔｏｐｃｏａｌｃａｖｉｎｇｍｏｖｅｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅｌｙ，ｖｅｒｔｉｃａｌｓｈｅａｒｗｉｌｌｂｅｐｒｏ ｄｕｃｅｄａｔａｎｙｔｉｍｅｆｒｏｍｔｈｅｐｅｒｉｐｈｅｒｙｏｆｆｌｏｗｉｎｇｐｏｒｔｈｏｌｅ．Ａｎｄｔｈｅｓｔｒｅｓｓｂａｌａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｓｈｅａｒａｎｄ ｇｒａｖｉｔｙｆｏｒｃｅｏｆｃａｖｉｎｇｒｏｃｋｍａｓｓｆｒｏｍａｂｏｖｅｉｓｍｅｃｈａｎｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｔｏｆｏｒｍ“ｇｒａｎｕｌａｒａｒｃｈ”ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｕｐｐｅｒｉｍ ｍｅｄｉａｔｅｒｏｏｆ．Ａｓｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅａｄｖａｎｃｅｓｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅｌｙ，ｔｈｅｎｏｎｓｙｍｍｅｔｒｙｏｆ“ｇｒａｎｕｌａｒａｒｃｈ”ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｔｈｅ ｕｎｂａｌａｎｃｅｏｆｉｔｓｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｂｉｌｉｔｙ．Ａｎｄｔｈｉｓｕｎｂａｌａｎｃｅｍａｋｅｓｉｔｓｒｅａｒｓｐｒｉｎｇｕｎｓｔａｂｌｅｆｉｒｓｔａｎｄｔｈｅｎｉｔｓｆｒｏｎｔｓｐｒｉｎｇ ｕｎｓｔａｂｌｅ，ｗｈｉｃｈｉｓｔｈｅｒｅａｓｏｎｆｏｒｔｈｅｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ，ｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｄｅｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅａｄｖａｎｃｉｎｇｏｆ “ｇｒａｎｕｌａｒａｒｃｈ”ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｕｐｐｅｒｉｍｍｅｄｉａｔｅｒｏｏｆ；ｇｒａｎｕｌａｒａｒｃｈ；ｍｏｖｉｎｇｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙｐｒｏｃｅｓｓ ［１］ 　　综放开采是我国厚及特厚煤层正规开采的主要采煤方法 ．独特的工艺形式和较大采高，使得综放