采场底板应力传播规律研究

刘泓源：采场底板应力传播规律研究题 目：采场底板应力传播规律研究刘泓源：采场底板应力传播规律研究摘要在对煤矿进行开采之前，煤的四周有大量岩体的存在，且岩体一直受到初始压力的作用，二者之间相对稳定，保持平衡，但在煤层被开采之后，煤层周围压力出现变化，本处于平衡之中的应力被破坏，导致了原始应力出现重新分布的现象，在矿区的周围出现了应力的变化区，且再该区域内出现了应力集中现象，即区域内因为外力的变化而导致尺寸突变最终引起了局部范围内应力显著增大的现象。煤层的开采导致应力集中效果最大，煤层内部的应力状态也受到了很多影响。在采煤过程中，矿区的周围环境遭到破坏，产生了一些应力变化区，同时在此区域内煤层四周也会产生应力集中现象并且应力集中效果最强，论文拟通过弹性力学中的半无限体理论，建立煤层工作面上的应力分布力学模型，推导出底板应力分布规律和应力的传播规律，并使用数学软件Matlab建立工作面开采时的力学模型，最后，通过数据分析，可以得到采用工作面开采底板不同深度时的应力变化规律。关键词：采场底板；应力分布；传播规律刘泓源：采场底板应力传播规律研究AbstractTherockmassaroundcoalisalwaysinequilibriumwiththeoriginalpressurebeforecoalisextracted.Aftercoalmining,thestressinthenaturalequilibriumstateisdestroyed,theoriginalstressredistributes,andthereisastresschangeareaaroundtheminingarea.Inthispaper,somestressconcentrationmayoccurandthepressureisconcentratedaroundtheproductionofcoalsomechangesinthestressstateofcoal.Incoalexploration,thestressdistributionoftherockmasschangesaroundtheslope,andthedynamicchangeofsurroundingrockstressresultsinthestressconcentrationandreductionareasofsurroundingrockaroundthestope,thuscausingthestressredistributionanddeformationofsurroundingrockoffloorroadwaynearthestope.Basedonthetheoryofsemi-infinitebodyofelasticitymechanics,themechanicalmodeloffloorstressdistributioninminingofoverlyingcoalseamisestablished,andthelawoffloorstressdistributionandstresspropagationinstopeareobtained.Fortheexcavationarea,athree-dimensionalnumericalcalculationmodeliscreatedandthedifferenceintensionofthesoilisanalyzedwithadifferentdepththantheexcavationarea.Keywords：Stopefloor；stressdistribution；propagationlaw刘泓源：采场底板应力传播规律研究目录TOC\o"1-3"\h\u摘要 ⅠAbstract Ⅱ第1章引言 11.1研究背景及意义 11.2国内外研究现状 31.3研究内容 61.4研究方法与技术路线 7第2章采动支承压力在底板中的传播规律研究 82.1采场底板应力分布规律研究 82.1.1沿工作面推进方向的底板应力分布规律分析 92.1.2工作面侧向底板应力分布规律分析 19第3章结论 28辽宁工程技术大学毕业设计（论文）引言在中国拥有丰富的煤炭资源，煤具有形成时期多，赋存条件复杂等特点，且绝大多数煤矿在地下开采。巷道也被称为是煤矿生产过程中的命脉。道路总长达到30,000公里左右。这是一个无比庞大的地下项目。在各种煤矿项目中，超过百分之70的巷道受到采矿的影响。但在煤层开采过程中，煤层开采引起的集中应力会引起底板断裂。研究采场底板的应力传播规律是提高巷道稳定性的基础。本论文主要基于弹性力学，附加应力算法用于分析底板支撑压力的传播规律。运用数值模拟以及对相似文献参考来分析煤层在采动的影响下巷道的受力变化。主要创新反映在如下方面：灵活运用弹性力学所学知识，建立两个力学模型，首先使用附加应力计算方法建立采动支承压力力学模型，根据结论建立采场底板应力分布的力学模型，从而获得该工作表面。应力在在挖掘过程中在地板下的某一点的变化，并通过该点的变化规律推导出采场底板的应力传播规律1.1研究背景及意义在煤矿的巷道中，有7到8成的巷道会受到采矿的影响。在受到深部开采后，巷道会表现出明显的软岩特性，软岩的硬度低，遇水会出现比较明显的软化，尤其是在受到动压影响之后，巷道需要养护，不论是养护的过程还是费用都是当前煤矿集团的一大难题，也因为这个问题，对煤矿巷道围岩的控制工作难度比一般的地下工程项目都要困难很多。在这种背景下，当前我国的煤矿巷道养护、开挖的造价都很高，而且巷道围岩是采煤过程中必须遇到的问题，甚至会直接影响到井下作业的生产效率和安全，这是煤炭工业在生产建设中的一个非常重大的问题。对一次性的煤炭资源来说，既要合理安全开采，又要保证效率，这对解决我国的资源短缺问题具有重要的现实意义。因此，为提高许多矿井的采煤率，我们有必要采用适当措施，可以减小保护柱的尺寸，或者先检测出应力集中区，并在此区域内适量的减少开采，但这样做的后果是巷道数量的大量增加，导致生产成本提高，不利于长久发展，所以，为了保证煤矿可以正常高效的生产，我们要做的是对巷道围岩进行控制，来提高已有巷道的稳定性。通过查阅图书馆资料得知，决定巷道稳定性的重要因素包括以下两点：一是围岩的应力，二是围岩的性质和支护，对巷道的布置和支护卸压也是控制围岩的一些基本手段。在我的研究进行之前，国内外的很多矿业方面的专家学者已经在这一领域进行了大量开创性的研究，也取得了很多成果，其中包括跨采动巷道围岩破坏机理及控制，和跨采动巷道支护技术，但这些结论和成果并不完善，主要是因为巷道围岩本身的力学性能特殊，采动压力巷道有其独特的特性，例如巷道在工作过程中不仅仅会受到开挖时应力重新分布这一影响，还会受到巷道上方工作面或相邻工作面等多个工作面的影响，这些都导致了巷道的变形破坏机理更加复杂，单独研究阐述静压状态下巷道周围围岩的破坏机理是不够的，研究标兵了底板支护应力的传播规律变化是引起底板巷道破坏的根本原因，所以，研究底板应力的传播规律，并研究这一传播规律对底板巷道的稳定性产生的影响，具有很高的使用价值和意义，也是本论文研究的主要目标。

2.2国内外研究现状要想研究采场底板的破坏程度和破坏深度，就要要对采场底板的应力分布进行研究。孟祥瑞等[16]通过力学模型的研究与建立给出了底板岩层的破坏准则。林峰[11]采用的是相似模拟材料试验分析出了煤层在生产过程中的应力分布规律。曹树刚等[18]分析南木西煤矿巷道的应力分布状态，对巷道布置进行了合理的设计。在底板下的施工过程中，也应当考虑底板应力分布问题。为保证工程结构的稳定性，应开挖底板和煤柱下的巷道，避免底板应力集中区域。底板的破坏范围与两个方面有关，其中包括采空区以及采空区的支承压力分布，底板的破坏也会导致很多后果，甚至引起地下水分布的变化等等，例如，华北地区的很多采场底板是奥陶系灰岩，其中包含水分，开采后底板受力变化可能会引起突水等意外事故发生，研究认为突水事故是承压水的原因，但事实上与底板的应力变化也有很大的关系，是二者共同作用的结果，所以，防治底板突水不仅要从承压水方向入手，更要对底板破坏规律重视起来，当前很多学者已经分析出了在工作面的方向上载荷的应力地底板破坏规律产生的影响，但仍有不完善的地方，所以应采用半无限体理论对采场底板在工作面内的走向和倾角进行了综合分析。判断方向载荷联合作用下的应力分布和破坏规律具有创新性。所以本文在查阅相关的论文，期刊，和文献的基础上，建立了采场底板的力学模型，根据弹性力学中的半无限体理论，进行模拟和计算，推导出沿工作面各个方向的应力集中系数，对底板的破坏规律以及应力分布做了系统研究。根据土力学的相关理论，已知集中力P作用在一个平面上（设平面为半无限体平面），P将对平面下方的一点M发生作用（图1-1）[3]，在弹性力学中半平面体在边界上受到法向集中力的问题可以得出水平面上的应力zσ，如（1-1）所示。如图所示，虽然在实际施工的过程当中，很少会遇到关于集中载荷的问题，但通过上述方程的解，我们依旧可以知道在不同的岩体中，应力在传播过程中的规律，不仅如此，还可以根据这个数据解决在其他形式载荷作用下所产生的应力分布问题。近年来中国很多专家学做了大量研究，在这之前，前西德学雅克比也在著作中有所研究，并将煤层开的条件理想化，（他将岩体视为均匀的弹性体）在他的著作中模拟出了煤体下方底板岩体的应力分布状态，找到了应力分布的规律，朱术云等[22]在著作中先分析了矿井的压力，并在此基础上建立了煤层底板的计算模型，可以由此计算在工作面推进状态下，应力的变化规律，唐孟雄[5]将煤层底板看作半无限体，并用弹性力学中的半无限体理论解决问题，主要研究方向是底板应力状态在一程度上煤层在采过程中工作应力增量的形式。结果表明：相对固定位置的煤层底板应力会随着工作面的推进沿着深度变化越来越小，在达到一定的深度范围之后会呈现垂直分布，最大主应力的方向应该是从一开始的垂直方向逐渐向水平方向发生变化，因为在垂直状态下垂直应力的释放速度要比水平应力快得多，彭维红等[9]在著作中从数学方向出发，双调和方程与格林函数问题转化为一个边界的积分方程，求出边界面力，并通过这个解求出每一面在半平面问题上的解析解，并用来研究在岩层底板中的应力分布规律（图1-2），以下三组图片是底板应力增量的分布图，可以由此得到底板应力增量分布的解析计算公式。弓培林等[10]运用模拟的方法，将开采过程用三维模拟试验台模拟出来，在这个过程中，煤层中各点的应力位移还有很多其他值总是动态的，并且将经历周期性的上升和下降。国内外学者的研究都是想通过模拟和数值分析找到位移或应力升高区的大致位置，在他的论文中提到，位移的升高区整个位移区域距离工作面（即采空区）约15米。与此同时，采空区的空间分布不仅与工作中的采矿有关。它也与时间有关。随着采矿期的延长，位移区四周的应力逐渐得到恢复，而且，研究发现采空区衷心的恢复高于10m以上的边缘的恢复，不仅是应力，位移也会恢复，但尺寸很小，基本上符合带压开采的特点。此外，上述变化也和煤层底板之间的距离相关。通常，当距煤底的距离在10到15米之间时，位移和应力的变化更加明显。林峰[11]也对这一项目进行试验，并以淮北芦岭煤矿为原型，几何比设为1:50。该模拟试验用于分析采煤影响下煤层的变化，得到荷载压力。形成的距离，移动支撑压力的范围和固定负载压力的有效宽度提供了非常有价值的结论。关英斌等[12]采用三维程序模拟采煤开采时的状态，并以此模型来研究采矿底板的应力分布和破坏状态。此外，郭伟嘉，秦忠诚等学者也对这一项目进行了一系列的研究，得出了宝贵的数据。以上提到的各位专家学者分别运用了模拟，模型等方法对采动状态下采场底板的应力分布状态进行了研究，得出了很多宝贵的结论，给巷道保护工作提供了大量行之有效的方案和策略，对我国的煤矿事业做出了很大的贡献。1.3研究内容通过查阅论文、期刊等资料，我们已经读到了国内外的专家学者对巷道围岩的破坏机理进行的研究，并提出了大量行之有效的控制技术，特别是在巷道的保护方面，但是，采场底板的应力传播规律以及其对巷道稳定性产生的影响方面还不够完善，仍有很多工作值得去研究和探讨，本论文主要通过物理实验，数值模拟和理论分析三种方法互相结合，目的是研究采场底板应力的传播规律，进而发现其对巷道稳定性的影响，达到为煤矿安全作业，减少成本为最终目的，本文主要的研究内容如下：（1）基于弹性力学的半无限体理论，在上覆煤层工作面工作时，建立底板应力分布的力学模型，对工作面四周进行分析，从不同方向对底板的应力分布规律做研究，最后得出采场底板应力分布规律，以及应力传播规律。（2）建立工作面的三维数值计算模型，通过对数据模拟分析得到在工作面采动状态下，底板不同深埋处应力的变化状态以及规律。本论文的主要创新点：通过半无限体理论，并运用附加应力计算方法建模，通过采场底板的应力分布模型分析回采过程中底板的应力分布，找出其中的传播规律，计算某一固定点在开采过程中的应力变化规律，从而得到采场底板的应力变化规律。

1.4研究方法与技术路线首先通过查阅资料，对采动支承压力在底板中的传播规律进行大致了解，然后通过数值结算，相似环境模拟等方法，对其传播规律和对底板巷道稳定性产生的影响进行更深一步的研究，最后通过弹性力学的半无限体公式，对采空区四周进行分析，通过沿工面推进方向的底板应力布规律和工作面向底板应力布规律两个向对采场底板工面进行分析，并用Matlab数学工具做出图像，全方位展示出采动支承压力在底板中的传播规律，进行归纳总结，得出结论。

2采动支承压力在底板中的传播规律研究在对煤矿进行开采之前，煤的四周有大量岩体的存在，且岩体一直受到初始压力的作用，二者之间相对稳定，保持平衡，但在煤层被开采之后，煤层周围压力出现变化，本处于平衡之中的应力被破坏，导致了原始应力出现重新分布的现象，在矿区的周围出现了应力的变化区，且再该区域内出现了应力集中现象，即区域内因为外力的变化而导致尺寸突变最终引起了局部范围内应力显著增大的现象。煤层的开采导致应力集中效果最大，煤层内部的应力状态也受到了很多影响。在采煤过程中，矿区的周围环境遭到破坏，产生了一些应力变化区，同时在此区域内煤层四周也会产生应力集中现象并且应力集中效果最强。围岩应力产生的动态变化会让采场的周围形成区域划分，分为应力集中区和应力降低区，这种现象直接影响了底板巷道围岩应力的变形。2.1采场底板应力分布规律研究煤层的工作面在修建巷道后悔进行一系列的采掘、装运、支承等一系列的工序之后，会形成大量的采空区，在巷道上方的岩层重量会向采空区的周围转移，这种过程会使采空区的四周形成大量的支承压力带，通过查阅资料得知，支承压力分四种，如图2-1中的1、2、3、4，四个力分别代表着沿工作面推进方向（1,4）和工作面侧方（2,3）两类支承压力，移动性支承压力会随着工作面的移动而向前推动，固定支承压力的形成是由于受到上覆岩层的大部分重量，由于采煤工作面的不断向前推进还会形成超前支承压力和采空区支承压力。同时还会在工作面四周产生新的应力升高区和降低区，不断发生变化，采空区应力重新分布概况如下图2-1所示图2-1采空区应力重新分布概况Fig2-1Stressdistributionongoafarea2.1.1沿工作面推进方向的底板应力分布规律分析在对应力分布规律进行研究之前，为了计算方便，我们必须将底板的岩体看作是一个质地均匀的弹性体，根据学者雅克比Jacobi的研究路线，首先要做的是对煤柱和下方底板的应力分布进行模拟计算，计算主要分两步，一是沿工作面推进方向的计算，还有是沿侧方的底板应力分析，本节主要研究的是前者，所以应先将问题用应力增量的形式表现出来，再进行理论计算。由图2-1所示，采空区应力重新分布，可以看出沿工作面推进方向是图中的1和3，作出支承压力分布图如图2-2所示，在将底板岩体视为质地均匀的弹性体的前提下，对煤柱和下方岩层内的应力进行模拟计算，如图2-2所示，在这个图像中，将p的值设为，代表的是采空区的垂直原岩应力，从L1到L2表示的是从采空区剩余的支承压力直到恢复原岩应力再到原岩应力直到降为0时的长度，从S1到S2表示的是从工作面的煤壁到压力达到峰值再到回落到原岩应力这一段的长度图2-2工作面前后支承压力分布图Fig2-2Post-supportpressuredistributionmap通过模拟可以发现，回采工作面上四周的移动性支承压力不是固定的，不仅会在工作面前方产生应力集中，也会向煤层工作面底板的深度不断传递，并在到达一定的深度之后，对应力进行重新分布，这是影响底板巷道的布置和稳定的一个重要因素。要想要就应力增量的分布规律，我们先将采空区内和煤体的应力变化表示出来，通过应力增量公式：(2-1)通过这一公式，将图2-2中所示的应力与原岩应力相减，得到的数值就是煤体的应力增量，作出图像2-3，可以得到煤体的应力增量的分布规律，如图所示，在采空区内的应力增量微-P，应力增量的最大值是当支承压力处于峰值时，应力增量为(K−1)P，为了方便后面计算，我们将煤体侧的应力增量分布近似看为三角形。图2-3工作面前后附加应力分布图Fig2-3Additionalstressdistributionmapbeforework在上部煤层受到开采之后，由于计算方便，我们把煤层的底板岩层看作为一个半无限体，然后在回采工作面推进方向取一个竖直的剖面，厚度为一米，作为研究对象，将其按照平面问题处理，在假设底板是半无限体，具有均质弹性的前提下作出沿工作面推进方向的分段函数如图2-4，建立底板应力分布的数值计算模型。图2-4工作面推进方向分段函数Fig2-4Worksurfacepropulsiondirectionpiecewisefunction由图2-4所示，垂直应力的表达式为：.根据力的平衡原理，应力增量若想达到平衡状态，需满足以下条件：即(2-2)为了研究方便我们任取半平面内的一点设为M，这一点在工作面推进时的应力如图2-4所示，在图2-4中建立坐标轴，设M坐标为。在y轴所在直线上距坐标点为处，取小长度，在这一点所受的力为，将其看作一个微小集力,则M点微小集中力的铅直和水平距分别为和，对这个微小集中力运用公式（2-3）来计算出三个式子的积分。(2-3)通过计算，三个式子的积分分别为：(2-4)将图2-4所示的法向应力分为四个区段，为方便后续计算，分别将四个区段设为AB,BC,CD,DE，并将原岩应力设为无量纲单位1；由孔庄煤矿105工作面的地质条件和推进时所测的矿山压力显现规律可得：段长度为30m，BC段长为10m，CD段长度10m，DE长度为40m。运用数学软件Matlab对四个区段分别求解，首先对AB段求解：(2-5)将式（2-5）代入到式（2-4）中可得(2-6)(2-7)(2-8)式中：然后再分别对BC、CD、DE段求解:BC段（三个应力分量）CD段（三个应力分量）DE段（三个应力分量）通过上述计算可以得出沿工作面推进方向支承压力的应力增量在底板中的应力分布规律，并做出图像如2-5所示。(a)竖向应力增量系数(b)水平应力增量系数(c)切向应力增量系数其中横轴坐标-40代表工作面所在位置纵轴代表煤层底板下深度图2-5工作面前后的底板应力增量云图Fig2-5Floorstressincrementcloudmapafterwork本节小结：通过工作面前后的底板应力增量云图（图2-5）和式（2-1）可以得出以下结论：由2-5（a）竖向应力增量系数可以计算出某点的垂直应力即①在工作面后面80m之内的采空区下方应力降低，是应力降低区，在这个范围内，工作面后方10m之内的底板，在深度0-5m之内的垂直应力基本上接近于0；②垂直应力随煤层底板深度的增加而增加，且呈现曲线趋势，在采空区下方25m处范围内，其垂直应力为原岩应力的四分之一：③在工作面煤壁前方5-15m范围内的底板岩层中，应力集中系数随深度加深而逐渐减少，其中3-5m深处的应力集中系数为1.933,10m深处为1.8,15m深处为1.7左右，20m深处为1.5左右。综上所述，由上覆工作面采动引起的垂直应力峰值会随深度增加而渐渐远离工作面，且应力增高系数是随着深度增加逐渐递减的。在工作面的煤壁前方底板岩层内，50m范围之内会形成应力增高区，而采空区下方底板浅部岩层会形成应力降低区。随着工作面的不断推进，底板岩层内的垂直应力先是急剧增加，然后又急剧卸压，并在铅直方向产生压缩的膨胀现在。由2-5（b）水平应力增量系数可有如下结论：通过计算底板在不同深度中的应力增量系数可以得知在底板中上覆工作面的采动所造成的水平应力对底板巷道围岩的稳定性很小，在卸压状态下，工作面煤壁前方10-20m范围内的煤柱在0-10m深处的底板其水平应力增量系数为1.419,在20m深处的水平增量系数为1.087，这一数值表明其在采动时对底板巷道围岩稳定性的影响很小，远不如垂直应力的集中程度高，所以本论文后面章节所阐述的底板采动应力主要以上覆工作面采动时垂直应力对底板的影响为主。由2-5（c）切向应力增量系数可有如下结论：切向应力的最大值为原岩垂直应力的0.437倍，切应力会在沿工作面推进方向且靠近工作面的采空区下方以及工作面煤壁前方的底板内产生，并向采空区下方倾斜，由图可知，它的等值线呈现气泡型，会对底板造成很大的破坏，削弱岩层的强度，是底板破坏的重要原因。

2.1.2工作面侧向底板应力分布规律分析在上一节分析了沿工作面推进方向采场底板的应力分布规律，这一节主要分析工作面侧向底板应力分布的规律以及对底板巷道稳定性的影响。由图2-1可知，由于工作面不断推进，在推进一段距离之后，会造成顶部岩块的失稳，这时不仅是沿工作面方向的应力会发生变化，两侧的煤柱也会受到支撑压力变化的影响，与上节相同，我们用应力变化增量的形式来表示：(2-9)根据图2-1中曲线23所表示的支承压力分布规律，可以设煤体侧方的最大应力集中系数为K，采空区的压力为0，由此得出工作面侧向的固定支承压力分布规律，作出图像2-6，如下图所示。其中p为垂直原岩应力，值为，S1表示工作面煤壁到支承压力峰值之间的长度；S2表示超前支承压力峰值到回落原岩应力区之间的长度；L代表采空区的长度。图2-6工作面固定支承压力分布规律图Fig2-6Workingsurfacefixedbearingpressuredistributionpattern

计算方法与上一节相同，利用式2-9，将图2-6中所示的应力与原岩应力相减，可以得出工作面侧向的应力增量分布规律，作出下面图像2-7，如图所示，在图像中应力增量的最大值为(K−1)P，在采空区内的应力增量为-P，为了计算方便我们跟沿工作面方向的应力增量分布图一样将它看作是三角形。图2-7工作面应力增量分布图Fig2-7Worksurfacestressincrementdistributionmap为了问题的分析和运算方便，我们先在沿工作面的推进方向取一个剖面，并将其看作是一个半无限体，并且具有均质弹性，将其按照平面问题去分析，这样将工作面上覆岩层的重量看作是一个作用在采空区周边煤体上的法向应力，作出侧向分段函数如图2-8所示。其中横坐标为水平距离，纵坐标为应力增加系数。图2-8侧向分段函数Fig2-8Stressdistributionofgoafareaaftersimplification由图2-8所示，纵向应力的表达式为：.根据力的平衡原理，应力增量若想达到平衡状态，需满足以下条件：化简公式即：(2-10)为了方便分析和计算，我们取半平面内一点M，通过分析M点出的应力来得到最终结果，将图2-8取出坐标轴，并设M点的坐标为（x，y），。在y所在的直线上距标原点o为处，取微长度dξ，将其上受的力看作一个微小集中力。对于这个小集中力可以应公式（2-9）由此算出三个式子的积分分别为：将图2-8所示的法向应力分为五个区段，为方便后续计算，分别将四个区段设为AB,BC,CD,DE和EF，并将原岩应力设为无量纲单位1；由孔庄煤矿105工作面的地质条件和推进时所测的矿山压力显现规律可得：将采空区L的长度为240m，运用数学软件Matlab对五个区段分别求解，首先对AB段求解：由式，与2.1.1节的解法相同，按此解法分别可以求出AB,BC,CD,DE,EF五个区段的解，然后将求得的结果进行叠加，就可以得到底板的附加应力的分布规律。分别对AB、BC、CD、DE、EF段求解:AB段（三个应力分量）：BC段（三个应力分量）CD段（三个应力分量）DE段（三个应力分量）EF段（三个应力分量）并将其求得的结果绘出分布图如图2-9。（a）竖向应力增量系数（b）水平应力增量系数（c）切向应力增量系数（其中横轴-50~50m范围内为工作面采空区，两侧为侧向煤柱纵轴表示底板深度）图2-9工作面侧向底板应力增量云图Fig2-9Changeofshearstressonthefloor本节小结：通过工作面前后的底板应力增量云图（图2-9）和式（2-9）可以得出以下结论：由2-9（a）竖向应力增量系数可以计算出某点的垂直应力即①垂直应力随煤层底板的深度增加而增加，而且呈现曲线趋势，采空区的下方是应力降低区，在煤层底板处的垂直应力接近0。②在工作面侧向的应力集中系数随深度的加深而减少，在5-15m的范围内，0-10m的应力增量系数为1.905,15m处的应力集中系数为1.633,30m为1.36。由2-9（b）水平应力增量系数可有如下结论：在工作面侧向煤体前方20m处附近，水平应力增高系数随深度的增加而略微降低，且影响比较小，呈卸压状态，在底板0-10m深处水平应力增高系数为1.264,13m处深度为1.106。由2-9（c）切向应力增量系数可有如下结论：靠工作面顺槽采空区及侧煤柱下的底内出现剪应力，切向应力的最大值为原岩垂直应力的0.353倍，切向应力等值线呈气泡型分布，结论与展望：1.结论：通过建立底板采动应力分布规律的力学模型，计算得出以下结论：①沿工作面推进方向：工作面前方煤体下底板垂直应力集中，随着埋深的增加，其应力峰值逐渐远离工作面煤壁，且应力集中系数随着埋深的增加而逐渐减小，采空区底板垂直应力呈现卸压状态；②沿工作面推进方向：工作面前方煤体下底板水平应力集中，但其应力集中程度远小于垂直应力集中程度，其对底板巷道围岩稳定性的影响很小；③工作面侧向煤壁前方煤体下底板水平应力集中，但其值小于沿工作面推进方向煤体底板下的水平应力。

致谢本论文是在导师何峰教授的亲自指导下完成的，从一开始的论文选题，到论文的相关资料，何峰老师都对我进行了不厌其烦的指导和帮助，历时两个月的时间终于将这篇论文完成，回顾短暂而又充实的这两个月，心中无限感慨，何峰老师不仅是我论文上的指导教师，更是我生活和以后工作上的榜样，我绝不是老师最出色的学生，但何峰老师永远是我最尊敬的老师。另外我也要感谢本论文所引用各位学者的期刊以及著作，还有各位同学们的帮助，如果没有各位学者和同学的大量有用素材，以我的学术水平恐怕无法在这里侃侃而谈，再次衷心感谢各位帮助过我的老师和同学。最后还是感谢我的导师何峰教授，以及在力学院帮助过我的所有老师，谢谢！

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