大倾角厚煤层长壁综放开采基本顶破断模式及演化过程(Ⅰ)——初次破断

王金安¹，张基伟¹，高小明²，文建东²，古亚丹²

1. 北京科技大学土木与环境工程学院2. 甘肃靖远煤电股份有限公司王家山煤矿

摘 要：大倾角特厚煤层走向长壁综放开采过程中,由于直接顶冒落后采空区充填不均匀,基本顶断裂呈现非对称特征。基于弹性力学理论,建立了横纵荷载作用下大倾角煤层基本顶的薄板力学模型,分析了基本顶上、下板面的应力分布特征,获得了基本顶断裂线发育轨迹与破坏区演化规律,提出了大倾角煤层基本顶的初次破断"V—Y"型断裂模式。研究表明,大倾角煤层基本顶初次断裂的空间顺序为"中上部→中下部→上部→下部"。结合数值模拟、现场监测等手段,验证了基本顶初次断裂过程中采场围岩应力场分布及矿压显现具有时序性和非对称特征。

关键词：大倾角煤层;长壁综放开采;基本顶;初次断裂;悬顶结构;