采場底板圍巖應力殼力學特征研究.pdf

1、采場底板圍巖三維力學特征是有效防控煤層底板采動災害的理論基礎。為此，本論文采用綜合研究方法，系統深入研究了采場底板圍巖三維力學特征。
　　研究發(fā)現，在工作面推進過程中，采場底板部分巖層區(qū)域富集著高于鄰域的高應力束，形成了采場底板圍巖應力殼，采場底板礦壓顯現受控于底板應力殼的存在和其時空演化。煤層回采后，采場底板圍巖中最大主應力方向發(fā)生偏轉，殼體高應力決定采場底板圍巖是否擴展，最大主應力偏轉方向決定采場底板巖體的破壞趨勢，這正是采場

2、底板圍巖由整體連續(xù)漸變?yōu)楹暧^斷裂的力學本質。破壞場發(fā)育在底板應力殼作用下的低應力區(qū)內，在采場底板圍巖應力殼保護下的低應力區(qū)是最大位移區(qū)，底板巖層移動形態(tài)類似開口向上的拋物線狀。殼基高應力是引起采場底板巖層采動應力場的主要力源，煤壁前方殼基高應力在底板巖層中形成高垂直應力，高垂直應力受控于殼基高應力，兩者呈正相關性，煤壁前方底板垂直應力隨離煤層距離的增而降低，且呈現出降低趨勢變緩現象，采動水平應力高度集中于采場底板淺部巖層。在采場底板圍巖

3、應力殼保護范圍內的采空區(qū)下伏巖層出現卸壓現象，卸壓范圍呈倒“八”字型收斂狀。采場底板圍巖由整體連續(xù)漸變?yōu)楹暧^斷裂呈現出時間效應，大致經歷三個階段:殼基高應力作用下巖體原始裂紋起裂、采場底板圍巖最大主應力的集中與偏轉引起裂紋進一步發(fā)育、損傷達到或超過損傷閾值后宏觀斷裂。初采期間，采場底板圍巖應力殼力學特征參數受控于工作面推進距離，推進距離達到或超過工作面斜長后，決定采場底板圍巖應力殼力學特征參數的主要因素為工作面斜長，表現出短邊依賴效應。