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金刚石串珠绳锯切割煤层卸压增透效应研究
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作者 李树清 吕晨辉 +6 位作者 黄飞 钱运来 黄向韬 赵天哲 汤铸 杨凤玲 王晨 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期785-800,共16页
为探讨金刚石串珠绳锯割缝对缝槽周围煤层的卸压增透效应,首先建立基于缝槽顶板受力的两端固支梁力学模型,分析顶板梁的受力特征及缝槽顶板下沉接触底板(简称触底)特性,然后采用自行设计的物理相似模拟试验平台开展相似模拟试验,分析不... 为探讨金刚石串珠绳锯割缝对缝槽周围煤层的卸压增透效应,首先建立基于缝槽顶板受力的两端固支梁力学模型,分析顶板梁的受力特征及缝槽顶板下沉接触底板(简称触底)特性,然后采用自行设计的物理相似模拟试验平台开展相似模拟试验,分析不同工艺参数绳锯割缝后缝槽上下方煤岩层应力、位移变化规律,基于FLAC^(3D)数值模拟和开发的煤层瓦斯渗透率计算程序,分析随割煤工作面推进缝槽周围煤岩体的应力和渗透率分布特征和周期演化规律。研究表明:绳锯割缝使缝槽周围应力重新分布,缝槽顶板随着割缝工作面的推进经过顶板悬露、顶板触底,连续缓沉3种演化形态;顶板未触底时,缝槽上下方形成“U”形卸压区,最大挠度在顶板中心位置,也是最先触底部位,顶板触底之后,缝槽中间位置出现应力恢复,减弱绳锯割缝的卸压增透效果;串珠绳锯的直径越大,顶板发生触底的极限跨度越大,缝槽触底越晚,卸压效果越好;相同割缝直径增加第2条割缝,两缝槽卸压区连成一起,卸压效果相互促进,减弱两缝作用下的应力恢复现象,增大了卸压范围;缝槽推进距离足够长时,由于顶板触底,缝槽两边的卸压增透效果更好,割缝卸压的影响范围从左到右划分为应力集中区、卸压区、应力恢复区、卸压区、应力集中区,对应的卸压区和应力恢复区都有较好的增透效果。 展开更多
关键词 绳锯割缝 顶板触底 金刚石串珠 渗透率 卸压增透
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金刚石串珠绳锯切割受载煤体试验装置的研制及受力分析
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作者 钱运来 李树清 +2 位作者 吕晨辉 黄飞 王晨 《实验力学》 CSCD 北大核心 2024年第4期485-494,共10页
为解决传统金刚石串珠绳锯切割试验系统难以同时满足试件受载和锯切力测量的问题,研制了一种金刚石串珠绳锯切割受载煤体的试验装置。该装置可对受载试件实现垂直向下连续切割(进给速度0~20mm/min、线速度0~10m/s、侧向加载系统可对受... 为解决传统金刚石串珠绳锯切割试验系统难以同时满足试件受载和锯切力测量的问题,研制了一种金刚石串珠绳锯切割受载煤体的试验装置。该装置可对受载试件实现垂直向下连续切割(进给速度0~20mm/min、线速度0~10m/s、侧向加载系统可对受载试块施加0~500kN的载荷)。通过分析该试验装置切割前及切割过程中串珠绳锯的受力特点,给出了金刚石串珠绳锯加工过程中串珠绳锯绳长和张紧力的计算公式,建立了绳锯切割受载煤体的锯切力模型,经过验证,该锯切力模型得到的锯切力与传统装置测量的锯切力基本吻合。通过对该装置进行测试,结果表明:使用初始绳长为5666mm、直径分别为4.0mm和7.3mm的串珠绳锯以进给速度5mm/min、线速度4m/s对受载煤体进行切割时,串珠绳锯的张紧力分别为609.0N、1270.2N,法向锯切力分别为33.4N、187.6N,切向锯切力分别为20.8N、108.0N。 展开更多
关键词 串珠绳锯切割 受载煤体 试验装置 受力分析 锯切力
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