野青灰岩坚硬顶板工作面来压步距与强度预测分析

以野青灰岩为研究对象,针对峰峰集团孙庄采矿公司坚硬顶板来压步距预测和顶板破断规律,采用关键层理论和经验方法,计算了野青坚硬顶板冒落带高度;通过构建坚硬顶板的弯曲薄板受力模型,建立了不同工作面推进距离、顶板均布荷载和边界条件的有限单元模型,采用四边固支、三边固支一边简支和三边固支一边自由等三类边界条件,模拟计算了坚硬顶板的破断极限跨距和顶板下沉量。结果表明:采用四边固支的薄板模型,预测顶板岩层的初次来压步距为42~69 m;采用三边固支一边自由薄板模型,预测顶板岩层的周期来压步距为17~29 m;模拟结果与现场监测数据较吻合,说明采用薄板理论和有限单元模型相结合的方法来计算来压步距是可行的。初次来压时顶板岩层先从两个端部受拉破坏,之后向中心部位发展,顶板最大下沉量在中心位置,最终形成“O-X”破断形态;周期来压时顶板岩层的最大下沉量发生在采空区侧顶板中部,最终形成台阶式弯曲下沉破断形态。