大采高工作面煤壁片帮拉-剪破坏共存机制研究

针对浅埋大采高工作面在周期来压期间煤壁片帮严重的问题,采用理论计算和数值模拟的方法,计算出顶板断裂前后弹性应变能密度的变化量,定量地表示了大采高工作面在周期来压期间煤体破坏的能量源,阐述了大采高煤体片帮机制,实现了黏结强度弱化-摩擦强度强化(CWFS)本构模型,并对煤壁破坏机制进行了验证,将CWFS模型中脆性系数引入煤壁破坏深度公式中,得到了修正的煤体破坏深度公式。研究结果表明:大采高工作面的开采引起煤体内应力状态的改变,使得煤体处于低围压或无围压状态,因煤体黏聚力强度组分和剪切强度组分并非同时启动,而是煤体黏聚力随着塑性应变增加逐渐减小,摩擦强度随塑性应变的增加而增加,从而导致大采高工作面煤体出现张拉破坏,同时煤体内存在剪切破坏,形成了拉-剪破坏共存的现象。