自从采用长壁工作面开采以来,上覆岩层中是否存在着大结构,以及此结构是什么形式,一直是采矿科学研究的重要课题。
是什么形式,一直是采矿科学研究的重要课题。
1.压力拱假说
它是由德国人哈克和吉里策尔于1928年提出的。
该假说认为:
长壁采煤工作面自开切眼起就形成压力拱,此后,拱随着工作面的推进而扩大,直至拱顶达到地表为止。
在工作面前后煤体中形成的前拱脚a,后方跨落岩石则形成后拱脚b,a、b均为应力增高区,工作面则处于应力降低区,支架承受的载荷仅为上覆压力拱内的岩石重量。
优点:能解释围岩卸载的原因;
缺点:未能说明岩层变形、移动和破坏的发展过程以及支架与围岩的相互关系。
2.悬臂梁假说
它是德国的施托克于1916年提出的。
该假说认为:
工作面和采空区上方的顶板可视为梁,它一端固定于岩体内,另一端则处于悬伸状态,当悬伸长度很大时,发生有规律的周期性折断,从而引起周期来压,靠近煤壁处顶板下沉量最小,表现的顶板压力也小。
3.预成裂隙假说
由比利时学者A·拉巴斯于1850年提出的。
认为:
(1)由于开采的影响,破坏了回采工作面上覆岩层的连续性,从而成为非连续体。
(2)在回采工作面周围存在着应力降低区,应力增高区和采动影响区。
(3)假塑性体,支架应具有足够的支撑力和工作阻力。
4.铰接岩块假说
由苏联学者库兹涅佐夫于1950~1954年提出。
认为:
(1)工作面上覆岩层的破坏可分为垮落带和其上的规则移动带。
(2)垮落带分上下两部分,下部垮落时,岩块杂乱无章,上部垮落时,则呈规则的排列,但与规则移动带的差别无水平方向有规律的水平挤压力的联系。规则移动带岩块间可以相互铰合而形成一多环节的铰链,并规则地在采空区上山下沉。
(3)工作面支架在两种不同的状态,“给定载荷”、“给定变形”。
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