基于傳遞巖梁理論的周期來壓步距預測研究

摘 要：依據傳遞巖梁的礦壓理論，對老頂建立力學模型，在原有周期來壓步距計算公式的基礎上改進，得到了考慮支架工作阻力變化的老頂周期來壓步距的計算公式，認為老頂周期來壓步距大小受工作面液壓支架工作阻力影響。

關鍵詞：礦山壓力；周期來壓步距；支架工作阻力；周期來壓預警

引言

礦山壓力的存在對于采礦活動的影響是兩方面的，既有有利的一面，例如礦山壓力把賦存在地下的煤炭壓碎，方便人為開采和運出，也有有害的一面，例如礦山壓力顯現會造成冒頂，片幫，甚至巖爆等重大災害事故，對煤炭的安全生產構成了巨大的威脅。近三十余年來，我國礦山壓力與巖層控制的研究取得了重大進展，錢鳴高院士在20世紀70年代末80年代初結合大量生產實踐及對巖層內部移動進行現場觀測的基礎上提出了“砌體梁”理論[1]，宋振騏院士提出了以上覆巖層運動為中心的“傳遞巖梁”理論[2]，老頂的初次來壓和周期來壓是采場礦山壓力顯現基本規律研究的內容，許多學者對此也行了深入的研究，竇林名[3]對老頂的來壓過程及其預報，以及老頂破斷后的運動規律進行了研究分析，盧國志[4]等對老頂的周期斷裂步距和周期來壓步距進行了對比分析，得出了周期斷裂步距與周期來壓步距之間的關系。通過現場實測觀察到周期來壓步距與工作面支架阻力變化之間有一定的聯系，因此考慮支架工作阻力變化對于周期來壓步距的研究具有重要意義。

1 周期來壓步距的原理

老頂周期來壓步距是指老頂巖梁在初次斷裂之后，隨著工作面的推進，老頂巖層的結構始終經歷“穩定-失穩-再穩定”的變化，工作面的來壓呈現出周期性，老頂巖梁也呈現出周期性斷裂的趨勢。準確預測老頂周期來壓步距對于保證工作面安全十分重要。

2 力學模型的建立

此時周期來壓步距不收斂于某一數值，需要根據工作面支架的工作阻力來具體分析，在式（2）中，在已知前一次周期來壓步距的前提下，工作面支架阻力與下一次周期來壓步距一一對應，因此可以利用式（2）計算周期來壓步距，對周期來壓進行及時預警。

參考文獻

[1]錢鳴高，石平五.礦山壓力與巖層控制[M].徐州：中國礦業大學出版社，2003.

[2]宋振騏.實用礦山壓力與控制[M].北京：中國礦業大學出版社，1988.

[3]竇林名，岑傳鴻.老頂的來壓過程及其預報[J].中國礦業大學學報，1992，21（3）64-70.

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

作者簡介：宋正陽（1991-），男，中國礦業大學（北京）碩士研究生，從事礦山壓力和放頂煤方向研究。