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特厚煤层综放开采支架工作阻力的确定 被引量：94
1
作者 于雷 闫少宏 刘全明 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期737-742,共6页
采用理论分析的方法对特厚煤层综放开采顶板岩层所成结构及支架工作阻力进行了研究。根据特厚煤层综放开采顶板岩层形成的"悬臂梁-铰接岩梁"结构,给出了直接顶、基本顶的新概念及判据;得出了特厚煤层综放开采支架工作阻力的... 采用理论分析的方法对特厚煤层综放开采顶板岩层所成结构及支架工作阻力进行了研究。根据特厚煤层综放开采顶板岩层形成的"悬臂梁-铰接岩梁"结构,给出了直接顶、基本顶的新概念及判据;得出了特厚煤层综放开采支架工作阻力的解析计算式,并进行了实例验证。最后对所选架型现场的动态承载特征及其适应性进行了分析。结果表明:依据支架工作阻力解析式计算结果所选架型可靠性高、支架运行合理,利用率高,对工作面顶板条件适应性较好。 展开更多
关键词 特厚煤层 综放开采 “悬臂梁-铰接岩梁”结构 直接顶 基本顶
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基于基本顶关键岩块B断裂线位置的窄煤柱合理宽度的确定 被引量：83
2
作者 王红胜 张东升 +2 位作者 李树刚 王琳 吴林梓 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2014年第1期10-16,共7页
为掌握基本顶断裂结构对窄煤柱稳定性的影响规律,建立沿空掘巷围岩结构力学模型,提出了沿空巷道上覆基本顶3种断裂结构形式,对基本顶断裂结构与窄煤柱稳定性的相关性进行了分析。研究表明,基本顶断裂线位于不同位置时,巷道围岩应力、煤... 为掌握基本顶断裂结构对窄煤柱稳定性的影响规律,建立沿空掘巷围岩结构力学模型,提出了沿空巷道上覆基本顶3种断裂结构形式,对基本顶断裂结构与窄煤柱稳定性的相关性进行了分析。研究表明,基本顶断裂线位于不同位置时,巷道围岩应力、煤柱应力及应变差异较大。当基本顶断裂线位于巷道正上方时,靠近采空区侧围岩变形量较靠近实体煤壁侧的大,巷道顶板应力降低快导致围岩破碎可锚性差,煤柱应力和变形增速最快,围岩稳定后作用在煤柱上的载荷最大,煤柱持续变形速度也最大,导致巷道后期维护困难。当基本顶断裂线位于沿空巷道外侧时,煤柱变形在合理范围内,同时具有较强的支承能力,对巷道维护有利。研究成果在燕家河煤矿8105综放面成功应用,并取得了满意的技术经济效益。 展开更多
关键词 基本顶 窄煤柱 沿空掘巷 围岩控制 断裂线位置
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开采引起地表塌陷型裂缝的形成机理分析 被引量：82
3
作者 刘辉 何春桂 +4 位作者 邓喀中 卞正富 范洪冬 雷少刚 张安兵 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2013年第3期380-384,共5页
为了研究地表塌陷型裂缝发育与地质采矿条件之间的关系,在对开采造成的地裂缝进行分类统计的基础上,针对塌陷型地裂缝,运用基于薄板理论的基本顶"O-X"破断原理,结合岩层控制的关键层理论,分析了薄基岩浅埋煤层开采造成的地表... 为了研究地表塌陷型裂缝发育与地质采矿条件之间的关系,在对开采造成的地裂缝进行分类统计的基础上,针对塌陷型地裂缝,运用基于薄板理论的基本顶"O-X"破断原理,结合岩层控制的关键层理论,分析了薄基岩浅埋煤层开采造成的地表塌陷型裂缝的形成机理,研究了塌陷型地裂缝的动态发育规律,并通过工程实例,验证了模型的可靠性。研究表明,在基岩采厚比小于30的情况下,裂隙带直达地表,容易形成地裂缝,若基本顶以上不存在关键层,塌陷型地裂缝伴随着基本顶的破断同时发育,其形态与基本顶破断的"O"型圈形态相似;若存在关键层,受岩层破断角的影响,则会使塌陷型裂缝滞后于煤层开采进度,即存在塌陷型地裂缝滞后角,关键层到基本顶的距离越大,其值越大。 展开更多
关键词 塌陷型地裂缝 基本顶 薄板理论 关键层 滞后角
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浅埋薄基岩高强度开采工作面初次来压基本顶结构稳定性研究 被引量：55
4
作者 王家臣 王兆会 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期175-181,共7页
为了更合理地进行浅埋采场围岩控制设计,针对工作面出现的顶板沿煤壁大范围切落压架等异常矿压现象,对其发生机理进行了理论分析,得到载荷层厚度、采高、工作面长度的增加导致基本顶破断岩块的高长比增大;由最小势能原理得到了基本顶岩... 为了更合理地进行浅埋采场围岩控制设计,针对工作面出现的顶板沿煤壁大范围切落压架等异常矿压现象,对其发生机理进行了理论分析,得到载荷层厚度、采高、工作面长度的增加导致基本顶破断岩块的高长比增大;由最小势能原理得到了基本顶岩块发生回转失稳的极限位置,由于破断岩块的高长比增加,岩块回转过程中水平挤压力变化曲线斜率减小,而铰接面高度变化曲线斜率增大,铰接结构达到极限平衡位置所需回转的角度增大,导致基本顶结构不容易出现回转失稳,而极易发生滑落失稳。根据浅埋高强度采场顶板结构所特有的失稳形式,提出了确定支架合理工作阻力的动载荷法,并对乌兰木伦井田31402工作面初次来压进行了分析。 展开更多
关键词 浅埋工作面 基本顶 破断岩块 高长比 回转失稳 滑落失稳
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基于薄板理论的急倾斜工作面顶板初次变形破断特征研究 被引量：52
5
作者 屠洪盛 屠世浩 +2 位作者 陈芳 王沉 冯宇峰 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2014年第1期49-54,59,共7页
根据急倾斜煤层工作面顶底板地质赋存条件以及冒落矸石对工作面中下部采空区的充填特征,利用弹性薄板小挠度理论,建立了急倾斜工作面顶板的受力力学模型,研究了顶板在上覆岩层和下方充填矸石作用下顶板挠曲变形特征,得到急倾斜工作面下... 根据急倾斜煤层工作面顶底板地质赋存条件以及冒落矸石对工作面中下部采空区的充填特征,利用弹性薄板小挠度理论,建立了急倾斜工作面顶板的受力力学模型,研究了顶板在上覆岩层和下方充填矸石作用下顶板挠曲变形特征,得到急倾斜工作面下部采空区充填带宽度的理论计算公式和顶板变形挠度方程,结合龙煤集团七台河新铁煤矿工作面实际开采参数,分析出急倾斜工作面中上部顶板受力变形较大,下部顶板变形较小,最大挠度点距工作面上端头24 m处,最大变形量为320 mm,工作面中上部前方煤壁和后方煤壁处、上部顶板和中下部冒落矸石接触处将首先出现拉伸或剪切破坏,最后将形成"U"字型破断。研究结果与实际顶板受力变形相符。 展开更多
关键词 急倾斜 基本顶 破断形式 力学模型 薄板理论
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大倾角厚煤层长壁综放开采基本顶破断模式及演化过程(Ⅰ)——初次破断 被引量：50
6
作者 王金安 张基伟 +2 位作者 高小明 文建东 古亚丹 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1353-1360,共8页
大倾角特厚煤层走向长壁综放开采过程中,由于直接顶冒落后采空区充填不均匀,基本顶断裂呈现非对称特征。基于弹性力学理论,建立了横纵荷载作用下大倾角煤层基本顶的薄板力学模型,分析了基本顶上、下板面的应力分布特征,获得了基本顶断... 大倾角特厚煤层走向长壁综放开采过程中,由于直接顶冒落后采空区充填不均匀,基本顶断裂呈现非对称特征。基于弹性力学理论,建立了横纵荷载作用下大倾角煤层基本顶的薄板力学模型,分析了基本顶上、下板面的应力分布特征,获得了基本顶断裂线发育轨迹与破坏区演化规律,提出了大倾角煤层基本顶的初次破断"V—Y"型断裂模式。研究表明,大倾角煤层基本顶初次断裂的空间顺序为"中上部→中下部→上部→下部"。结合数值模拟、现场监测等手段,验证了基本顶初次断裂过程中采场围岩应力场分布及矿压显现具有时序性和非对称特征。 展开更多
关键词 大倾角煤层 长壁综放开采 基本顶 初次断裂 悬顶结构
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工作面过空巷围岩失稳机理研究 被引量：41
7
作者 尹超宇 冯光明 +1 位作者 高鹏 赵雨 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期457-464,共8页
为探求工作面过空巷过程中围岩活动规律,利用突变理论从势能积聚的角度分析了工作面与前方空巷之间煤柱的失稳机理,并运用弹性薄板理论对煤柱失稳后基本顶的受力状态及破断位置进行了研究。结果表明:随着回采进行,当工作面与空巷间距等... 为探求工作面过空巷过程中围岩活动规律,利用突变理论从势能积聚的角度分析了工作面与前方空巷之间煤柱的失稳机理,并运用弹性薄板理论对煤柱失稳后基本顶的受力状态及破断位置进行了研究。结果表明:随着回采进行,当工作面与空巷间距等于临界危险距离时,煤柱的塑性破裂区面积与煤柱总面积间满足定量关系而发生能量控制型突变失稳;存在一个临界交角,只有当工作面与空巷夹角小于临界交角时煤柱才会发生突变失稳现象;煤柱失稳后,基本顶在实体煤空巷侧塑性破裂区边缘中点处受最大拉应力,其破断情况可分为3种,其中沿实体煤空巷侧塑性破裂区边缘提前破断会导致工作面剧烈来压、对生产造成严重影响。采用数值模拟方法分析了回采过程中煤柱和基本顶塑性区范围,模拟结果有力验证了理论分析结果。 展开更多
关键词 空巷 突变理论 煤柱 基本顶 弹性薄板
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工作面端头悬顶在沿空巷道中破断位置的预测 被引量：32
8
作者 何廷峻 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期28-31,共4页
阐述了基本顶在工作面端头形成的三角形悬顶对沿空巷道的危害,并对悬顶破断结构进行了分析.应用文中的分析研究结果,在生产实践中成功地预测了三角形悬顶在沿空留巷中破断的位置和时间,为确定滞后加固沿空巷道的时间和长度提供了理论依... 阐述了基本顶在工作面端头形成的三角形悬顶对沿空巷道的危害,并对悬顶破断结构进行了分析.应用文中的分析研究结果,在生产实践中成功地预测了三角形悬顶在沿空留巷中破断的位置和时间,为确定滞后加固沿空巷道的时间和长度提供了理论依据,对保护沿空留巷的安全具有重要意义. 展开更多
关键词 沿空留巷 岩梁 基本顶 工作面端头 破断位置
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深井超长工作面基本顶分区破断模型与支架阻力分布特征 被引量：36
9
作者 王家臣 杨胜利 +4 位作者 杨宝贵 李杨 王兆会 杨毅 马焱遥 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期54-63,共10页
开采深度和工作面长度增加导致采场矿压显现程度和空间分布特征发生改变,增加了该类采场围岩失稳类型的不确定性及控制难度。针对深井超长工作面异常矿压现象发生频率高、预测难度大等问题,采用理论分析、室内实验和实测等方法分析了该... 开采深度和工作面长度增加导致采场矿压显现程度和空间分布特征发生改变,增加了该类采场围岩失稳类型的不确定性及控制难度。针对深井超长工作面异常矿压现象发生频率高、预测难度大等问题,采用理论分析、室内实验和实测等方法分析了该类采场基本顶破断类型和支架阻力分布特征。结果表明:开采深度增加提高了岩体中裂隙发育程度,裂隙尺寸服从对数正态分布,裂隙倾角和倾向服从正态分布;基于蒙特-卡罗模拟方法实现深井超长工作面基本顶三维重构,工作面长度增加导致基本顶中部存在裂隙的概率升高,增大了基本顶在工作面中部发生局部破断的可能性;建立深井超长工作面基本顶分区破断力学模型,采用上限定理推导出完整基本顶的整体承载能力以及基本顶中存在1条和2条原生裂隙时的局部承载能力,获得基本顶在裂隙影响区发生局部分区破断和迁移现象的力学判据;基本顶分区破断现象导致破断岩块在空间上呈非均匀分布,表现为工作面中部块度小、两端块度大的特征;分区破断模型预测结果同相似模拟实验结果吻合,解释了深井超长工作面开采实践中发现的顶板压力沿工作面方向的非均匀分布现象。 展开更多
关键词 深井超长工作面 基本顶 分区破断 支架阻力
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大倾角厚煤层长壁综放开采基本顶破断模式及演化过程(Ⅱ)——周期破断 被引量：35
10
作者 王金安 张基伟 +2 位作者 高小明 文建东 古亚丹 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1737-1745,共9页
基于弹性力学理论,建立了大倾角综放工作面推进过程中基本顶由小三角形悬板→大三角形悬板→斜梯形板转化的薄板力学模型,计算出3种形状基本顶的上、下板面的应力分布,揭示了断裂线发育轨迹与破坏区演化过程,阐明了大倾角煤层基本顶周... 基于弹性力学理论,建立了大倾角综放工作面推进过程中基本顶由小三角形悬板→大三角形悬板→斜梯形板转化的薄板力学模型,计算出3种形状基本顶的上、下板面的应力分布,揭示了断裂线发育轨迹与破坏区演化过程,阐明了大倾角煤层基本顶周期破断的"四边形"型断裂模式。研究表明,大倾角煤层基本顶周期断裂的空间顺序为"中下部→中上部→上部→下部"。结合数值模拟、现场监测等手段,验证了基本顶周期断裂过程中采场围岩应力场分布及矿压显现具有时序性和非对称特征。 展开更多
关键词 大倾角煤层 综放开采 基本顶 周期断裂 悬顶结构
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坚硬顶板处理步距的数值模拟 被引量：31
11
作者 高木福 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2006年第5期649-651,共3页
为了达到煤矿工作面安全、高产高效生产,改变坚硬顶板岩体的物理力学性质,以减小顶板悬露面积,防止或减弱这种大面积顶板来压相当重要。由于坚硬顶板跨落时矿压显现明显,一次跨落的面积大,高度大,有强烈的周期性来压,并有明显的动压冲... 为了达到煤矿工作面安全、高产高效生产,改变坚硬顶板岩体的物理力学性质,以减小顶板悬露面积,防止或减弱这种大面积顶板来压相当重要。由于坚硬顶板跨落时矿压显现明显,一次跨落的面积大,高度大,有强烈的周期性来压,并有明显的动压冲击现象,所以在基本顶来压前必须对顶板进行处理。目前处理坚硬顶板的措施主要有两种:既注水弱化顶板和爆破弱化顶板。而处理步距的确定对于安全、高产高效生产起关键的作用,利用FLAC3D对某煤矿2#煤层进行数值模拟,表明当工作面推进距离达到28m时,超前支承压力峰值已经达到7.43MPa,集中系数约为1.55,此时基本顶对工作面产生的冲击作用已较为明显,所以对工作面进行强制放顶的步距不应该超过28m。 展开更多
关键词 坚硬顶板 基本顶 处理步距 超前支承压力
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工作面贯通前矿压调整时剩余煤柱稳定性分析 被引量：29
12
作者 谷拴成 黄荣宾 +1 位作者 李金华 苏培莉 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期60-66,共7页
为避免工作面贯通及回撤过程中顶板再次来压,保证回撤通道围岩稳定,首先分析贯通前不同矿压调整措施的适用条件,在此基础上建立末采剩余煤柱力学分析模型,求解得出煤柱临界宽度与围岩赋存条件及物理力学参数、工程相关参数及末采基本顶... 为避免工作面贯通及回撤过程中顶板再次来压,保证回撤通道围岩稳定,首先分析贯通前不同矿压调整措施的适用条件,在此基础上建立末采剩余煤柱力学分析模型,求解得出煤柱临界宽度与围岩赋存条件及物理力学参数、工程相关参数及末采基本顶破坏形式等相关参数的函数关系式。经过分析发现,基本顶断裂位置、工作面埋深、岩层性质以及采煤高度等对末采阶段巷道围岩稳定性控制起到关键作用,在贯通前采取矿压调整,特别需要进行停采调整时,应对上述主要影响因素给予充分考虑,保证停采过程中煤柱稳定性。 展开更多
关键词 基本顶 剩余煤柱 稳定性分析 回采工艺 周期来压
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长边两侧采空(煤柱)弹性基础边界基本顶薄板初次破断 被引量：25
13
作者 陈冬冬 谢生荣 +3 位作者 何富连 曾俊超 谢福星 程琼 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期3273-3285,共13页
建立长边两侧采空(煤柱)与短边两侧弹性基础边界基本顶板结构力学模型,根据薄板主弯矩破断准则并结合偏微分方程有限差分算法计算研究了基本顶破断的影响因素及权重关系。得到:(1) _(c1)与_(c2)煤柱的支撑系数k_(c1),k_(c2)及宽度L_(c1)... 建立长边两侧采空(煤柱)与短边两侧弹性基础边界基本顶板结构力学模型,根据薄板主弯矩破断准则并结合偏微分方程有限差分算法计算研究了基本顶破断的影响因素及权重关系。得到:(1) _(c1)与_(c2)煤柱的支撑系数k_(c1),k_(c2)及宽度L_(c1),L_(c2)不仅显著影响基本顶在两侧煤柱区的主弯矩大小及位置且显著影响短边区及中部区主弯矩大小及位置;(2)基本顶的弹性模量E与厚度h越大,短边实体区及两侧煤柱区的基本顶断裂线深入煤体距离越大; L_(c1),L_(c2)越大,k_(c1),k_(c2)越小,煤柱区断裂线深入煤柱距离越大;(3) L_(c1),k_(c1),L_(c2)及k_(c2)较小而E,h较大时,基本顶在_(c1)与_(c2)煤柱区均不断裂,最终断裂形态为非对称"||-X"型;(4) L_(c2)及k_(c2)较大而h,E,L_(c1)及k_(c1)较小时,基本顶在_(c1)煤柱区(较弱煤柱)不断裂而在_(c2)煤柱区(较强煤柱)会断裂,最终断裂形态为非对称"C-X"型;(5)两侧煤柱支撑系数及宽度均较大而E,h较小时,断裂形态为非对称横"O-X"型;(6) k,k_(c1),k_(c2),E及h均改变而比值k/(Eh3)不变时(其中,比值k/k_(c1)与比值k/k_(c2)也不变),主弯矩大小不变且初次破断位置不变。 展开更多
关键词 两侧采空 长边煤柱 基本顶 薄板 弹性基础
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二次沿空留巷围岩结构稳定性与控制技术 被引量：23
14
作者 阚甲广 武精科 +1 位作者 张农 梁东旭 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期877-884,共8页
为将沿空留巷复用后继续保留下来作为回风通道长期使用,需采用二次沿空留巷。论文阐明了二次沿空留巷上覆岩层运动规律,建立了顶板二次沿空留巷结构模型,提出了二次沿空留巷围岩支护结构概念。研究表明:二次沿空留巷上覆岩层"大结... 为将沿空留巷复用后继续保留下来作为回风通道长期使用,需采用二次沿空留巷。论文阐明了二次沿空留巷上覆岩层运动规律,建立了顶板二次沿空留巷结构模型,提出了二次沿空留巷围岩支护结构概念。研究表明:二次沿空留巷上覆岩层"大结构"运动经历3次调整后才趋于稳定;指出二次沿空留巷围岩支护结构由两侧充填体、顶板锚杆索组合体、巷内支护体及底板组成;提出"多分区耦合支护"围岩控制方法,该方法可保证二次沿空留巷围岩结构稳定;制定详细的支护方案、施工工艺并进行了成功实践,对类似条件巷道支护具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 二次沿空留巷 基本顶 支护结构 充填体
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弹性基础边界基本顶板结构周期破断与全区域反弹时空关系 被引量：23
15
作者 陈冬冬 何富连 +1 位作者 谢生荣 曾俊超 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1172-1187,共16页
为了提出预警基本顶大面积周期来压灾害的方法,采用理论计算、相似模拟与工程实践相结合的方法研究基本顶板结构周期破断与全区域反弹压缩场的时空关系并得到如下结论:(1)基本顶板结构深入煤体周期破断时,断裂线外围依次产生"Ⅰ级... 为了提出预警基本顶大面积周期来压灾害的方法,采用理论计算、相似模拟与工程实践相结合的方法研究基本顶板结构周期破断与全区域反弹压缩场的时空关系并得到如下结论:(1)基本顶板结构深入煤体周期破断时,断裂线外围依次产生"Ⅰ级半椭圆反弹区"→"C形压缩区"→"Ⅱ级C形反弹区"→"C形压缩区"。(2)断裂线前侧的Ⅰ级反弹区中部反弹量最大,断裂线端部为压缩区;Ⅱ级反弹区内外边界线的间距基本相等,且反弹量先增大后减小。(3)一次破断形成的反弹压缩区形态与分次破断形成的不同。(4)基本顶的破断程度越大反弹量越大,但基本不改变反弹压缩区的分布形态。Ⅱ级反弹区"包围"整个"悬顶区",所以在邻侧巷道及两巷区可监测基本顶深入煤体周期断裂产生的反弹压缩信息。采用特制高精度位移传感器相似模拟试验和工程实践验证了结论的正确性。形成了预警基本顶大面积周期来压灾害的"1同时、2滞后、2区域、2指标及2控制"的方法体系。 展开更多
关键词 采矿工程 基本顶 弹性基础 反弹压缩 周期破断 弹性薄板
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薄基岩综放采场基本顶周期来压力学分析 被引量：21
16
作者 杜锋 白海波 +1 位作者 黄汉富 姜广辉 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期362-369,共8页
以山西潞安矿业集团司马煤矿厚黏土层薄基岩厚煤层开采为研究背景,采用数值模拟、理论分析、现场实测等方法对薄基岩综放采场基本顶运动结构特征进行了研究,利用关键层理论对薄基岩进行了定义,并建立了厚黏土层薄基岩综放采场基本顶周... 以山西潞安矿业集团司马煤矿厚黏土层薄基岩厚煤层开采为研究背景,采用数值模拟、理论分析、现场实测等方法对薄基岩综放采场基本顶运动结构特征进行了研究,利用关键层理论对薄基岩进行了定义,并建立了厚黏土层薄基岩综放采场基本顶周期来压岩层破断的力学模型,分析了基本顶结构的稳定性.结果表明:厚黏土层薄基岩厚煤层开采时,由于采厚较大,采动影响范围加大,当基本顶岩层形成"砌体梁"周期性破断后,上覆载荷岩层迅速移动并波及至黏土层,黏土层内部形成"拱"平衡结构;在"拱"结构保护下,"砌体梁"只需承受上覆基岩和拱内土体的重量,并非上覆全部土层荷载,故不易发生滑落失稳;"拱"发育高度与土体自身性质有关,与基岩厚度的变化关系不大,一般拱高为16～22m. 展开更多
关键词 薄基岩 综放开采 基本顶 周期来压 厚黏土层
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综放工作面沿空留巷定向预裂爆破技术研究 被引量：21
17
作者 郑立军 《煤炭工程》 北大核心 2021年第10期19-24,共6页
为了解决矿井在留设煤柱开采时出现应力集中而导致巷道围岩控制难及采掘接替紧张等问题,结合古汉山矿1604综放面沿空留巷的实际地质条件,提出采用定向预裂爆破技术,对厚煤层综放面沿空留巷定向预裂爆破关键参数进行研究。通过分析定向... 为了解决矿井在留设煤柱开采时出现应力集中而导致巷道围岩控制难及采掘接替紧张等问题,结合古汉山矿1604综放面沿空留巷的实际地质条件,提出采用定向预裂爆破技术,对厚煤层综放面沿空留巷定向预裂爆破关键参数进行研究。通过分析定向预裂爆破原理,确定切顶高度、切顶角度及爆破钻孔布置间距是确保切顶留巷的关键参数。并对现场不同爆破方式的试验效果作了对比分析。结果表明:合理的定向预裂爆破高度为12.3m,切顶角度α、β分别为15°、60°,爆破孔装药结构为"8+6+4+2";现场实施预裂爆破后,留巷段顶底板移近量平均为624mm,两帮移近量平均为338mm,能够满足巷道后期使用的要求。为厚煤层综放面沿空留巷技术的推广应用提供技术参考。 展开更多
关键词 围岩控制 采区煤柱 沿空留巷 基本顶 定向预裂爆破
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考虑煤体弹-塑性变形的基本顶板初次破断结构特征 被引量：20
18
作者 何富连 何文瑞 +3 位作者 陈冬冬 谢生荣 李辉 何常西 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2704-2717,共14页
建立考虑煤体弹-塑性变形的基本顶板结构初次破断力学模型,依据有限差分原理和主弯矩破断准则,系统计算研究了弹-塑性基础边界基本顶板结构初次破断位置、破断顺序以及全区域破断形态特征的影响因素及权重关系,并阐述了该力学模型的工... 建立考虑煤体弹-塑性变形的基本顶板结构初次破断力学模型,依据有限差分原理和主弯矩破断准则,系统计算研究了弹-塑性基础边界基本顶板结构初次破断位置、破断顺序以及全区域破断形态特征的影响因素及权重关系,并阐述了该力学模型的工程意义,得到:①基本顶厚度h、弹性模量E较大,而弹性煤体基础系数kt及悬顶跨度较小时,基本顶的破断位置及顺序为:开采悬顶区中部下表面→深入未塑化的弹性煤体区上表面→短边深入未塑化的弹性煤体区上表面,在弹性煤体区上覆形成“O”型断裂圈;反之,基本顶的破断位置及顺序为:深入塑化煤体区上表面→开采悬顶区中部下表面→短边深入塑化煤体区上表面,在塑化煤体区上覆形成“O”型断裂圈,最终均形成“O-X”型破断形态;②煤体塑化范围b0及塑化程度增大时,基本顶断裂线深入煤体的距离与基本顶各个区域的主弯矩绝对值均增大,即基本顶悬顶跨度会减小;③b0及浅部塑化煤体基础系数k0较大时,基本顶的破断位置及顺序为:开采悬顶区中部下表面→长边深入塑化煤体区上表面→短边深入塑化煤体区上表面,在塑化煤体区上覆形成“O”型断裂圈;b0,k0较小时,基本顶的破断位置及顺序为:长边深入弹性煤体区上表面→开采悬顶区中部下表面→短边深入弹性煤体区上表面,在弹性煤体区上覆形成“O”型断裂圈,最终均形成“O-X”型破断形态;④k0与kt为任意比值不变且kt与h3为任意比值不变时,基本顶的主弯矩大小、位置及破断规律不变。 展开更多
关键词 弹-塑性基础 基本顶 初次破断 板结构 薄板
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上下盘开采顺序对断层煤柱采动应力的影响 被引量：20
19
作者 代进 蒋金泉 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期35-41,共7页
回采巷道沿断层边界布置时,采用基本顶断裂岩块铰接平衡理论研究了先采断层上盘或先采断层下盘2种开采顺序下,工作面采空区基本顶荷载在断层两侧的传递规律和差异性;现场实测了2种条件下断层煤柱及相邻回采巷道的矿压显现特征。研究表明... 回采巷道沿断层边界布置时,采用基本顶断裂岩块铰接平衡理论研究了先采断层上盘或先采断层下盘2种开采顺序下,工作面采空区基本顶荷载在断层两侧的传递规律和差异性;现场实测了2种条件下断层煤柱及相邻回采巷道的矿压显现特征。研究表明:断层上盘先行开采时,断层的载荷传递系数较大,上盘断层煤柱压力小,下盘煤体压力较大。断层下盘先行开采时,断层的载荷传递系数与断层角度有关,当断层角度较大时,下盘采空区覆岩载荷可以传递给断层上盘,下盘断层煤柱压力小,上盘断层煤体压力大;当断层角度较小时下盘覆岩载荷难以传递给断层上盘,下盘断层煤柱压力较大,上盘煤体压力相对较小。为此,断层上、下盘开采顺序不同时应留设不同的断层煤柱。 展开更多
关键词 基本顶 断层 开采顺序 压力传递 煤柱压力
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大采高采场周期来压顶板结构稳定性及动载效应分析 被引量：19
20
作者 杨胜利 王兆会 吕华永 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期315-322,共8页
为提高大采高采场围岩控制效果,采用相似模拟、理论分析及现场实测手段对顶板结构稳定性及动载冲击效应产生机理进行了研究。结果表明:大采高采场初次来压、周期来压期间基本顶形成类似的静定三铰拱结构,结构失稳后,对工作面支架产生影... 为提高大采高采场围岩控制效果,采用相似模拟、理论分析及现场实测手段对顶板结构稳定性及动载冲击效应产生机理进行了研究。结果表明:大采高采场初次来压、周期来压期间基本顶形成类似的静定三铰拱结构,结构失稳后,对工作面支架产生影响的岩层范围增加,引发采场来压和顶板动载冲击现象;得到周期来压期间基本顶结构的极限承载能力、回转失稳极限位置、滑落失稳危险点及失稳发生条件;根据能量守恒和动量定理推导出基本顶结构不同失稳类型条件下冲击用时和冲击作用力的解析表达式,揭示了动载效应产生机理,并对8101工作面动载冲击现象进行了分析。 展开更多
关键词 基本顶 周期来压 结构稳定性 承载能力 动载荷
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