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围岩宏观应力壳和采动裂隙演化特征及其动态效应研究

杨科  
【摘要】: 针对地下开采采动应力和采动裂隙演化的复杂性、非线性、动态性及影响因素的多样性,本文以采场大范围三维围岩为研究对象,通过现场实测、相似模拟、数值模拟和理论分析等综合研究方法,对宏观应力壳和采动裂隙的演化及其影响因素进行了全面、系统研究。研究结果表明,应力壳分布形态近似为半空间椭球壳型,采动裂隙发育形态近似为半空间梯形锥体,采动裂隙分布及演化与一次开采煤厚和采场结构密切相关,揭示了采动裂隙演化特征和层厚效应。构建了应力壳和采动裂隙演化的分析模型及其演化的形态方程,获得了影响形态方程各参量的影响因素及相互间的关系、护巷煤柱对应力壳和采动裂隙演化的作用机理、应力壳失稳的判据,揭示了应力壳演化特征及其与采动裂隙的动态效应。研究成果对采场结构参数设计、采场围岩矿山压力控制、安全开采等工程实践具有重要的参考价值。


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