浅埋煤层顶板切落压架的断裂力学分析

摘要

针对浅埋煤层高强度开采下老顶易形成"悬臂梁"结构切落压架的特征,建立了含中心斜裂纹的老顶岩梁破断的力学模型,应用断裂力学理论,推导了老顶岩梁的应力强度因子表达式及老顶周期来压步距和支架工作阻力计算式.分析结果表明,裂纹倾角对应力强度因子有一定的影响作用;老顶周期来压步距除与其岩性有关外,还与上覆岩层荷载、支架工作阻力、裂纹倾角、裂纹长度和已破断块体的水平挤压力相关.结合工程实例,计算了支架工作阻力的合理值,理论计算结果和工程实际值基本一致,验证了理论分析的合理性,可为工程实践提供相应的理论指导.