大断面厚顶煤巷道顶板冒落破坏的上限分析

• 作者: 张红军 李为腾 李术才 江贝 王德超 王洪涛 王琦
• 来源期刊: 岩土力学
• 关键词: 厚顶煤 顶板 Hoek-Brown强度准则 塑性上限分析 围岩应力
• 年，卷（期）: 2014,（3）
• 所属期刊栏目: 岩土工程研究
• 页码范围: 795-800
• 页数: 6页
• 分类号: TD353
• 语种: 中文

摘要

根据大断面厚顶煤巷道顶板的破坏特性，考虑了顶板围岩应力水平与支护荷载的影响，利用Hoek-Brown强度准则及其相关联的流动法则，构造出厚顶煤巷道顶板的冒落破坏机构。基于塑性力学中的上限分析方法，结合变分原理，推导得到了大跨度厚顶煤巷道顶板的冒落破坏机制，并以赵楼煤矿某巷道现场实践为例，分析了不同计算参数对顶板冒落破坏机制的影响。计算研究表明：随着岩体经验参数A、抗拉强度、抗压强度及支护荷载的增加，冒落体尺寸随之增大，而当岩体经验参数B、围岩应力及岩体重度增加时，冒落体尺寸则随之减小；冒落体尺寸代表了巷道顶板安全性能的大小，其尺寸越大，表明使巷道顶板发生冒落破坏所需外力功越多，顶板安全性能也越高；岩体经验参数B、围岩应力水平与支护荷载对顶板围岩破裂机制影响较为显著，参数 B决定了冒落体的破裂形状，随着参数 B的增加，冒落破裂迹线的曲率不断减小；增大支护阻力是提高顶板稳定性的有效途径，其研究结果可为大断面厚顶煤巷道支护设计提供一定的理论依据。