为了揭示特厚煤层综放工作面坚硬顶板破断与矿压显现的力学机制,基于材料力学与岩石力学等理论,建立了特厚煤层综放开采坚硬顶板初次破断力学分析模型。分析了特厚煤层综放开采坚硬顶板中弯矩的分布情况,推导了坚硬顶板超前破断位置与初次破断距的解析公式,系统研究了煤层厚度顶板弹性模量顶板强度等关键因素对顶板初次破断特征的影响规律。研究表明,特厚煤层综放工作面坚硬顶板的初次破断距与煤层厚度呈负相关关系,而与顶板厚度、顶板弹性模量、顶板强度呈正相关关系。

在此基础上,山西韩家洼煤矿特厚煤层22203综放工作面进行了矿压规律的现场监测。监测结果与理论分析结果基本吻合,进一步验证了模型的可靠性。对于深入理解这一领域的研究,可以参考厚煤层坚硬顶板采场矿压显现规律分析特厚煤层坚硬顶板临空煤巷强矿压显现机理及控制技术以及同家梁矿坚硬顶板矿压显现规律研究等相关文献。通过这些研究,读者可以更全面地了解坚硬顶板破断和矿压显现的不同方面,增强对特厚煤层综放开采复杂力学行为的理解。