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浅埋煤层上覆厚沙土层采动载荷传递机理研究

张沛  
【摘要】:本论文选题依托导师黄庆享教授承担的国家自然科学基金项目。通过对神东矿区几个工作面矿压显现规律与地表塌陷过程实测资料的分析,总结了浅埋煤层上覆厚沙土层破坏引起的载荷传递效应及载荷传递的动态特征。通过相似模拟实验,得出了厚沙土层初次来压期间的“拱状”、周期来压期间的“拱壳状”、临界充分采动的“拱梁状”、充分采动后的“弧形岩柱”及“弧形岩柱”内的二次“卸荷拱”的破坏特征。通过在相似模型中埋设测块及应用动态载荷智能数据采集系统,揭示了采动厚沙土层在关键层及其结构上的动态载荷传递规律和载荷分布规律。在实验研究的基础上,建立了“卸荷拱”计算模型及“拱梁”力学模型,初步分析了厚沙土层的破坏机理。在“卸荷拱”力学模型的基础上,确定了初次来压期间“卸荷拱”的高度及周期来压“弧形岩柱”破坏的二次“卸荷拱”的高度,建立了浅埋煤层顶板结构计算中的载荷传递岩性因子及时间因子计算公式。通过实例分析,验证了研究结论。


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