巷道断裂顶板的力学分析与数值模拟研究

作者:吴森; 王平*; 许梦国; 程爱平; 李向东
来源:化工矿物与加工, 2020, 49(02): 34-37.
DOI:10.16283/j.cnki.hgkwyjg.2020.02.010

摘要

为研究顶板断裂对巷道稳定性的影响,以程潮铁矿-500m巷道断裂顶板为研究对象,运用结构力学方法建立了巷道断裂顶板的简支梁力学模型,分析顶板在稳定、断裂和右端锚固这3个阶段的受力特征,绘制3个阶段岩梁不同的构造、剪力图以及弯矩图,从宏观力学展现断裂顶板垮冒等地压显现的机理。推导了断裂顶板的挠度表达式,由表达式可知:挠度随着均布荷载的增大而呈线性增大,随着顶板长度的增大呈几何倍增。因此在上部应力较为集中和断裂顶板长度较长的区域应该加大支护力度。运用数值模拟软件模拟断裂顶板的应力分布与位移情况,得出断裂顶板的地压规律:随着开挖的进行,顶板完全断裂后,应力与位移量随着与断裂面距离的减小而增大,在断裂面处应力与位移量达到峰值,且出现应力跳跃和不均匀沉降,此时地压灾害极易发生。

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