考虑两侧煤柱与弹性煤体基础的基本顶板初次破断特征

来源期刊：煤炭学报2019年第1期

论文作者：谢生荣 陈冬冬 曾俊超 郜明明 张涛 刘峻

文章页码：115 - 126

关键词：两侧煤柱;弹性基础;基本顶;两侧采空;板结构;

摘    要：建立考虑两侧煤柱支撑与实体煤作为弹性基础的基本顶板初次断裂力学模型,采用差分算法及主弯矩破断准则计算研究得到如下结论。（1）基本顶初始断裂位置为偏较弱煤柱侧悬顶区中部下表面（弹性基础系数k较小,基本顶厚度h、弹模E较大时）,反之为偏较弱煤柱侧的长边实体煤区上表面;（2）两侧煤柱的宽度L1,L2及支撑系数km1,km2改变时,基本顶中部区与实体煤区的主弯矩及位置几乎不改变,而两侧煤柱区的主弯矩及位置变化显著;（3） E,h大,而L1,km1,L2,km2小时,基本顶在两侧煤柱区不断裂,破断顺序为:偏较弱煤柱侧的悬顶区中部下表面→偏较弱煤柱侧长边实体煤区上表面,断裂特征为非对称"=-X"型;反之基本顶在煤柱区会断裂,破断顺序为:偏较弱煤柱侧长边实体煤区上表面→偏较弱煤柱侧悬顶区中部下表面→较强煤柱区上表面→较弱煤柱区上表面,断裂特征为非对称"O-X"型;而L1,km1较小,L2,km2较大时,只较弱煤柱侧基本顶不破断,最终断裂形态为非对称"U-X"型;（4）比值k/E或k/（Eh3）不变（k,E,h改变时,km1及km2与k保持某个任意比值不变）,基本顶破断规律不变。