采矿与安全工程学报 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (1): 11-21.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2024.0429

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大倾角工作面上下端头采动顶板非对称失稳力学机理及实证研究#br#

张炜1,胡阳2,朱乐章3,曹林超2,赵圣勋2,王雷4   

  1. 1. 中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室,江苏徐州221116;
    2. 中国矿业大学矿业工程学院,江苏徐州221116;3. 淮北矿业股份有限公司,
    安徽淮北235099;4. 安徽省亳州煤业有限公司袁店二井煤矿,安徽亳州233665
  • 出版日期:2026-01-15 发布日期:2026-01-10
  • 通讯作者: 胡阳,E-mail: huyangb205@cumt.edu.cn,Tel: 17686268982
  • 作者简介:张炜(1986— ),男,江苏省泗阳县人,博士,教授,博士生导师,从事矿山压力与岩层控制及氡气探测预警等方面的研究。
  • 基金资助:
     国家自然科学基金项目(52374141);江苏省“六大人才高峰”高层次人才项目(JNHB-087);江苏省研究生科研与实践创新计划项目(KYCX24-287);中国矿业大学硕士生“杰出人才助力计划”项目(2024WLJCRCZL011)

Mechanical mechanism and empirical research on asymmetric instability of mining-induced roof at the upper and ower ends in steeply dipping coalface

  • Online:2026-01-15 Published:2026-01-10

摘要: 以袁店二井煤矿7276大倾角工作面为工程实例,通过UDEC数值模拟证实了大倾角工作面上下端头采动顶板砌体梁结构的存在,并基于采场砌体梁理论,构建了大倾角工作面上下端头顶板砌体梁结构力学模型,分析了砌体梁结构滑落-回转稳定性,推导了上下端头顶板结构抗滑落能力与抗回转能力表达式,确定了不同失稳模式下支架所受载荷计算方法。在此基础上,判别了7276大倾角工作面“上端头顶板滑落失稳、下端头顶板回转失稳”模式,现场实测得出上端头支架工作阻力沿工作面倾向呈均匀分布,下端头支架工作阻力沿工作面倾向呈抛物线形增长,实测数据约是理论分析结果的82%~95%,验证了大倾角工作面上下端头顶板非对称失稳力学机理分析的合理性。研究成果可为大倾角工作面采动顶板控制提供理论指导。

关键词: 大倾角工作面, 砌体梁结构, 非对称失稳, 支架载荷分布, 现场实证

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