采空区煤柱-顶板系统失稳的力学分析

基于温克尔假设,突破把坚硬顶板视为弹性梁的传统思想,把坚硬顶板视为弹性板,将煤柱等效为连续均匀分布的支撑弹簧,从而形成煤柱-顶板相互作用系统;同时,将煤柱视为应变软化介质,采用近似的Weibull分布描述它的损伤本构模型,依据板壳理论和非线性动力学理论对采空区煤柱-顶板系统失稳机理进行了研究,得出了系统失稳的突变机制,并给出了系统失稳的数学判据和力学条件;最后,以马脊梁矿为工程实例进行分析。结果表明,理论分析值与工程实测数据吻合较好,为进一步研究煤柱-顶板相互作用系统和制定相关规范提供了重要参考。