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摘要
为研究负煤柱长壁工作面底板应力分布及破坏特征，采用有限元–离散元耦合数值模拟方法构建FLACPFC数值模型，研究自开切眼、到采空区压实、再到岩层移动稳定全过程底板应力分布时空演化规律、底板破坏特征及矸石堆积对底板受力和破坏的影响，并基于弹性力学理论构建负煤柱工作面底板受力模型，对破坏深度进行理论推导。结果表明：(1)覆岩在采空区两侧形成非对称顶板垮落结构，矸石沿工作面倾向堆积于采空区下部，堆积形态亦非对称，二者共同作用造成底板非对称受力及破坏。(2)底板非对称破坏与顶板关键块回转下沉形成“瓶颈”结构，矸石继续向下堆积受阻。(3)矸石非对称堆积造成底板应力空间上“下大上小”，采空区两侧应力集中随先增强后减弱，底板应力经历压应力–拉应力–压应力演化过程。(4)数值模拟、理论计算及现场实测结果均验证了矸石非对称堆积造成的底板非对称受力及破坏特征。研究可为接续负煤柱长壁工作面巷顶沿空掘巷合理位置选择及围岩控制提供科学依据。
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