采场直接顶初次断裂的安全系数判识与确定方法

地下煤炭回采过程中,直接顶的完整情况将首先影响到工作面生产的安全,并决定着支护结构的安设时机。由于地下开采条件的复杂性,目前工程中直接顶断裂往往根据经验和简化的承受均布荷载的"梁"模型来判断,判断结果不准确。而现在通用的ANSYS、FLAC、UDEC等有限元和离散元分析软件均不能自动识别破坏位置并产生破裂。基于岩土弹塑性模型,应用FLAC这一具有拉破坏与剪破坏功能的软件,采用有限差分强度折减方法,对采场直接顶断裂进行了极限分析,建立了判断数值模型中岩层破裂垮落的准则,解决了现在通用软件不能有效判断岩层垮落的问题,同时,构建了判断直接顶初次断裂的安全系数评价方法。定义了适用于采场的3种安全系数:强度折减安全系数、超载安全系数及采场推进距离的安全系数,即采场直接顶初次断裂的安全系数。