基于后屈曲理论的急倾斜煤层底板屈曲破坏机理解析

作者：雷道学

来源：矿业安全与环保, 2019, 46(01): 87-103.

• 急倾斜煤层
• 层状底板
• 初始后屈曲
• 位移幅值
• 分岔特性
• 屈曲断裂

开展急倾斜煤层底板屈曲破坏机理研究,对预测急倾斜煤层底板凸起、下滑及底板防护具有重要意义。基于屈曲理论,探讨了急倾斜煤层底板回转下沉、直接下滑、弯曲隆起3种破坏形式,并对弯曲隆起破坏机理进行研究。根据急倾斜煤层赋存特点,给出了急倾斜煤层底板屈曲破坏的力学模型,推导出底板弯曲隆起变形的位移幅值方程。利用突变理论与分岔理论对底板后屈曲非稳定形态进行分析,给出分岔方程,并推导了其发生破断的临界载荷、位移幅值、破坏长度等计算公式。分析临界载荷对缺陷结构的敏感性,通过其剖分因子推导出位移幅值计算公式,形成了通过求得底板破坏极限长度,确定分岔点临界载荷、位移幅值的理论方法,并通过工程实例验证了其合理性。