【摘 要】
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大倾角煤层开采所造成的围岩变形破坏较一般条件下煤层不同,由于采场覆岩所受荷载的非对称性,其覆岩破断规律也具有特殊特征。由于缺乏对覆岩结构变形破断特征及顶板来压规律的研究,造成支架选型不合理、工作面灾害事故频发。基于此,本文以桃园矿Ⅱ1042工作面为工程背景,对大倾角煤层开采过程中的覆岩破断特征及矿压显现规律等问题展开研究,主要研究结论如下:（1）设计相似模拟试验模拟大倾角采场覆岩破断特征和运移规律
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大倾角煤层开采所造成的围岩变形破坏较一般条件下煤层不同,由于采场覆岩所受荷载的非对称性,其覆岩破断规律也具有特殊特征。由于缺乏对覆岩结构变形破断特征及顶板来压规律的研究,造成支架选型不合理、工作面灾害事故频发。基于此,本文以桃园矿Ⅱ1042工作面为工程背景,对大倾角煤层开采过程中的覆岩破断特征及矿压显现规律等问题展开研究,主要研究结论如下:（1）设计相似模拟试验模拟大倾角采场覆岩破断特征和运移规律。试验结果表明,大倾角覆岩垮落形态呈现非对称的特点,随工作面推进,初次垮落的岩层将被压实,而周期破断阶段由于在上覆岩层内形成了应力拱结构,垮落岩层的压实程度较低,形成对覆岩变形、破坏和运移的非对称约束效应。（2）通过建立大倾角煤层覆岩顶板的力学模型,研究了不均衡荷载作用下基本顶初次破断与周期破断的围岩力学特征,分析了工作面推进过程中基本顶的挠度、弯矩及应力演化规律,推导出大倾角煤层基本顶破断的力学判据。理论分析结果表明:基本顶初次破断顶板的挠度呈现沿工作面方向的非对称性,最大挠度位置位于（a/2,1.836b/π）处,呈现出与水平顶板破断特征的差异性。（3）采用数值模拟的手段,研究了大倾角煤层采场围岩应力分布、顶板运动规律以及覆岩裂隙发育特征,结果表明:随倾角增大,工作面煤壁应力的不对称性愈明显,工作面上下两端的应力变化剧烈程度逐渐减弱;工作面前方集中应力在岩层倾向呈现非均衡的特点,随工作面推进,中部应力集中峰值与两端之间的差值呈增大趋势,中部区域应力集中现象越发明显。（4）通过对现场矿压数据的分析,得到工作面来压规律呈现时序性的特点,中上部及中部最先来压;随工作面向前推进,下部采空区得到充填,工作面下部和中下部的周期来压步距逐渐大于中部、中上部、上部,统计10次周期来压步距显示工作面下部、中下部与中部、中上部、上部之间平均相差约14%。对实测数据进行统计,分析了液压支架工作阻力沿倾向的分布特征,验证了理论分析和数值模拟所得结果的合理性。图[48]表[7]参[81]
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