简答题

试叙顶煤的变形、破碎与垮落经历哪些阶段?

正确答案

(1)原始状态阶段
在原始状态阶段,顶煤未进入支承压力影响区,处于原岩应力状态,其内部包含一些成煤或构造作用形成的层理等地质弱面。
(2)裂隙闭合阶段
进入支承压力区后、在峰值点之前,顶煤在支承压力的作用下,内部原有部分裂隙受压闭合,随着压力的逐渐增大,顶煤得到了强化,虽贮存了变形能,尚无宏观裂隙出现。
(3)裂隙发育阶段
在支承压力峰值点以内,顶煤体产生强度破坏,开始出现应变集中现象。顶煤体内一些原有裂隙得到了发育,同时也产生一些新的裂隙,这些裂隙也部分地与原有裂隙贯通,使其变成具有新老裂隙切割的裂隙煤体。此时顶煤处于裂隙发育阶段,但由于其仍处于三向应力状态,顶煤内部宏观裂隙已经形成,并没有分离,表现出应变软化特性。
(4)裂隙扩展和贯通阶段
随着工作面煤壁的移近,其所受的约束条件逐渐减弱,顶煤体内原有的裂隙及采动产生的各种裂隙逐渐张开,进入裂隙扩展和贯通阶段。在这一阶段,由于失去了侧向约束而产生大量的张开裂隙,这些裂隙的张开与相互贯通,将顶煤逐渐切割成碎裂块体,但由于底煤或支架的支托,顶煤碎裂块体中的大部分仍处于镶嵌状态或以水平移动为主。顶煤体的整体位移量在这一阶段显著增加。
(5)散煤流动阶段
随着顶煤进入支架上方或后方,顶煤块体失去了后方的约束作用,在自重作用下,沿顶煤中已形成的各种贯通裂隙面向下滑动,同时伴有块体转动,进入散煤流动阶段,直至堆积在支架尾梁上或放出。

答案解析

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