采空區(qū)頂板動力失穩(wěn)機(jī)理研究中期報(bào)告

采空區(qū)頂板動力失穩(wěn)機(jī)理研究中期報(bào)告中期報(bào)告-采空區(qū)頂板動力失穩(wěn)機(jī)理研究摘要：采空區(qū)是由于煤層開采而形成的地下空洞，其頂板存在著動力失穩(wěn)的危險(xiǎn)，這不僅會導(dǎo)致采掘安全問題，而且會引發(fā)社會經(jīng)濟(jì)的不穩(wěn)定因素。因此，對采空區(qū)頂板動力失穩(wěn)機(jī)理的研究具有重要意義。近年來，國內(nèi)外學(xué)者針對采空區(qū)頂板動力失穩(wěn)機(jī)理展開了一系列研究。本文從傳統(tǒng)理論分析和基于數(shù)值模擬分析兩個(gè)方面綜述了研究進(jìn)展和成果，總結(jié)了當(dāng)前研究存在的問題并提出了下一步的研究方向。關(guān)鍵詞：采空區(qū)；頂板動力失穩(wěn)；傳統(tǒng)理論分析；數(shù)值模擬分析1.研究背景相較于傳統(tǒng)礦井開采方式，采空區(qū)支架法不僅操作簡單，而且可以提高礦井開采效率。然而，采空區(qū)的頂板存在各種各樣的動力失穩(wěn)現(xiàn)象，如冒頂、掉塊和落石等，對煤礦安全生產(chǎn)產(chǎn)生了很大的影響。因此，研究采空區(qū)頂板動力失穩(wěn)機(jī)理，制定科學(xué)合理的支架方案，對保障煤礦安全生產(chǎn)、提高采礦效率和降低跨斷層區(qū)采空區(qū)對地面的危害有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。2.傳統(tǒng)理論分析傳統(tǒng)理論分析主要包括采空區(qū)頂板結(jié)構(gòu)力學(xué)分析、應(yīng)變分析和破裂力學(xué)等，通過計(jì)算和模擬頂板受力情況和變形情況，來預(yù)測頂板的動力失穩(wěn)現(xiàn)象。這一方法已經(jīng)獲得了一定的成果，但其有著許多局限性，例如無法考慮巖體非均質(zhì)性、松散帶和斷層等因素，未能真實(shí)反映頂板動力失穩(wěn)機(jī)理。3.數(shù)值模擬分析數(shù)值模擬分析技術(shù)的發(fā)展，為研究采空區(qū)頂板動力失穩(wěn)機(jī)理提供了新的途徑。其利用有限元方法、離散元方法和邊界元方法等，將采空區(qū)頂板受力和形變情況進(jìn)行數(shù)值模擬，以獲取更為真實(shí)的頂板動力失穩(wěn)機(jī)理。目前，數(shù)值模擬分析所獲得的預(yù)測結(jié)果已經(jīng)得到實(shí)際應(yīng)用和驗(yàn)證。4.研究現(xiàn)狀目前，國內(nèi)外學(xué)者對采空區(qū)頂板動力失穩(wěn)機(jī)理展開了大量的研究工作。研究主要集中在采空區(qū)頂板結(jié)構(gòu)力學(xué)分析、應(yīng)變分析和破裂力學(xué)等方面，以及使用數(shù)值模擬分析技術(shù)。5.存在問題目前研究中存在的問題主要包括以下幾個(gè)方面：-尚未形成全面、系統(tǒng)的理論體系。-傳統(tǒng)理論分析和數(shù)值模擬分析在研究中各有優(yōu)缺點(diǎn)。-數(shù)值模擬分析中還存在著較多的誤差。6.研究方向?yàn)橥七M(jìn)采空區(qū)頂板動力失穩(wěn)機(jī)理的研究，下一步的研究方向應(yīng)包括以下幾個(gè)方面：-構(gòu)建全面、系統(tǒng)的理論體系。-綜合利用傳統(tǒng)理論分析和數(shù)值模擬分析方法，實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)和優(yōu)化。-提高數(shù)值模擬分析精度和準(zhǔn)確性。參考文獻(xiàn)[1]SummerfieldMA，WangHR．Subsidencepredictionandmanagement[M].Rotterdam：AABalkemaPublishers，2001：915-933.[2]QiC,LiSY,ZhouDW.Numericalanalysisondeformationlawsofoverlyingstrataandsurfacesubsidence[J].JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijing,2007,29(5):435-440.[3]YaoY,GaoGD,WangJJ,etal.Influenceofdynamicloadonstabilityofcoalseamroof[J].Jour