基于傳遞巖梁理論的周期來(lái)壓步距預(yù)測(cè)研究

摘 要：依據(jù)傳遞巖梁的礦壓理論，對(duì)老頂建立力學(xué)模型，在原有周期來(lái)壓步距計(jì)算公式的基礎(chǔ)上改進(jìn)，得到了考慮支架工作阻力變化的老頂周期來(lái)壓步距的計(jì)算公式，認(rèn)為老頂周期來(lái)壓步距大小受工作面液壓支架工作阻力影響。

關(guān)鍵詞：礦山壓力；周期來(lái)壓步距；支架工作阻力；周期來(lái)壓預(yù)警

引言

礦山壓力的存在對(duì)于采礦活動(dòng)的影響是兩方面的，既有有利的一面，例如礦山壓力把賦存在地下的煤炭壓碎，方便人為開(kāi)采和運(yùn)出，也有有害的一面，例如礦山壓力顯現(xiàn)會(huì)造成冒頂，片幫，甚至巖爆等重大災(zāi)害事故，對(duì)煤炭的安全生產(chǎn)構(gòu)成了巨大的威脅。近三十余年來(lái)，我國(guó)礦山壓力與巖層控制的研究取得了重大進(jìn)展，錢鳴高院士在20世紀(jì)70年代末80年代初結(jié)合大量生產(chǎn)實(shí)踐及對(duì)巖層內(nèi)部移動(dòng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的基礎(chǔ)上提出了“砌體梁”理論[1]，宋振騏院士提出了以上覆巖層運(yùn)動(dòng)為中心的“傳遞巖梁”理論[2]，老頂?shù)某醮蝸?lái)壓和周期來(lái)壓是采場(chǎng)礦山壓力顯現(xiàn)基本規(guī)律研究的內(nèi)容，許多學(xué)者對(duì)此也行了深入的研究，竇林名[3]對(duì)老頂?shù)膩?lái)壓過(guò)程及其預(yù)報(bào)，以及老頂破斷后的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了研究分析，盧國(guó)志[4]等對(duì)老頂?shù)闹芷跀嗔巡骄嗪椭芷趤?lái)壓步距進(jìn)行了對(duì)比分析，得出了周期斷裂步距與周期來(lái)壓步距之間的關(guān)系。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)觀察到周期來(lái)壓步距與工作面支架阻力變化之間有一定的聯(lián)系，因此考慮支架工作阻力變化對(duì)于周期來(lái)壓步距的研究具有重要意義。

1 周期來(lái)壓步距的原理

老頂周期來(lái)壓步距是指老頂巖梁在初次斷裂之后，隨著工作面的推進(jìn)，老頂巖層的結(jié)構(gòu)始終經(jīng)歷“穩(wěn)定-失穩(wěn)-再穩(wěn)定”的變化，工作面的來(lái)壓呈現(xiàn)出周期性，老頂巖梁也呈現(xiàn)出周期性斷裂的趨勢(shì)。準(zhǔn)確預(yù)測(cè)老頂周期來(lái)壓步距對(duì)于保證工作面安全十分重要。

2 力學(xué)模型的建立

此時(shí)周期來(lái)壓步距不收斂于某一數(shù)值，需要根據(jù)工作面支架的工作阻力來(lái)具體分析，在式（2）中，在已知前一次周期來(lái)壓步距的前提下，工作面支架阻力與下一次周期來(lái)壓步距一一對(duì)應(yīng)，因此可以利用式（2）計(jì)算周期來(lái)壓步距，對(duì)周期來(lái)壓進(jìn)行及時(shí)預(yù)警。

參考文獻(xiàn)

[1]錢鳴高，石平五.礦山壓力與巖層控制[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2003.

[2]宋振騏.實(shí)用礦山壓力與控制[M].北京：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1988.

[3]竇林名，岑傳鴻.老頂?shù)膩?lái)壓過(guò)程及其預(yù)報(bào)[J].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1992，21（3）64-70.

[4]盧國(guó)志，湯建泉，宋振騏.傳遞巖梁周期裂斷步距與周期來(lái)壓步距差異分析[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2010，32（4）538-541.

作者簡(jiǎn)介：宋正陽(yáng)（1991-），男，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）碩士研究生，從事礦山壓力和放頂煤方向研究。