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题名软弱基底内排土场支挡煤柱的力学效应
被引量：9
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作者
王东
李广贺
曹兰柱
白润才
宋子岭
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机构
辽宁工程技术大学矿业学院
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第3期933-940,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51874160
U1361211)
辽宁省高等学校创新人才支持计划资助项目(LR2016039)
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文摘
留设支档煤柱是提高软弱基底内排土场稳定性的重要手段之一。为了解决软弱基底内排土场支挡煤柱形态参数设计难题,实现矿山安全生产和经济效益兼顾,对软弱基底内排土场支挡煤柱的力学效应及形态设计方法进行研究。在构建软弱基底内排土场支挡煤柱力学模型的基础上,进行三维受力状态分析,将支挡煤柱视为在内排土场静止土压力及底界面剪切力双重作用下的固定梁,以摩尔-库伦准则作为失稳判据,推导获得了煤柱三维支挡效应的表达式;基于对煤柱三维支挡效应的力学成因类型及影响因素的认识,提出了煤柱支挡效应的二维等效方法,推导了底界面等效黏聚力c_d与等效内摩擦角φ_d的表达式,从理论上揭示了支挡煤柱形态参数对支挡效应的影响。将该方法在胜利东二露天煤矿内排土场支档煤柱设计中进行了应用,并采用数值模拟方法进行验证。研究结果表明:煤柱底界面的等效黏聚力c_d及等效内摩擦系数tan φ_d与其顶宽a、下底角β,ω均呈正相关反比例函数关系,与高度H呈正相关倒差函数关系,与长度d呈负相关反比例函数关系;胜利东二露天煤矿内排土场边坡稳定系数F_s随支档煤柱顶宽a增加而增加,与煤柱高度H呈线性递增关系;煤柱的最佳尺寸为高度H=28 m,顶宽a=43 m,与传统的二维分析结果相比,可多才出原煤75 600 m^3,经济效益显著。成果可用于优化设计软弱基底内排土场支挡煤柱形态参数,弥补采用传统方法设计造成的煤炭损失过大的不足,实现经济效益最大化。
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关键词
软弱基底
内排土场
煤柱
支挡效应
等效黏聚力
等效内摩擦角
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Keywords
weak basement
internal waste dump
coal pillar
supporting and retaining effect
equivalent cohesion
equivalent internal friction angle
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分类号
TD824
[矿业工程—煤矿开采]
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题名近水平露天煤矿相邻采坑临时中间桥对边坡的支挡效应
被引量：2
- 2
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作者
王东
梁祖超
李广贺
李雪健
周志伟
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机构
辽宁工程技术大学矿业学院
神华宝日希勒能源有限公司
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期3374-3383,共10页
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基金
国家自然科学基金面上资助项目(51874160)
辽宁工程技术大学学科创新团队资助项目(LNTU20TD-01)。
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文摘
露天煤矿分坑开采时,临时中间桥的合理布设与拆除对于控制边坡稳定性极为重要。为解决多坑并行剥采时,边坡与中间桥的动态协同设计难题,实现矿山安全生产和经济效益兼顾,对中间桥支挡效应的定量表征方法与该种效应下的边坡稳定性计算方法进行研究。将中间桥视为一种特殊的边坡支挡结构,在构建边坡与中间桥三维力学模型的基础上,结合中间桥与边坡的相对位置以及自身的空间形态,将中间桥沿边坡倾向划分为3个区域,基于摩尔-库伦抗剪强度理论,分区推导了中间桥三维支挡效应的数学表达式,从理论上揭示了中间桥支挡效应与其断面面积及体积的定量关系;由中间桥三维支挡效应产生的实质出发,应用合并同类项方式,提出了中间桥三维支挡效应的二维等效方法,实现了等效黏聚力c_(d)与等效内摩擦角φ_(d)的定量表征,阐明了中间桥空间形态参数对支挡效应及边坡稳定性的影响规律。研究结果表明:Ⅰ区等效黏聚力c_(d)即为中间桥底界面的黏聚力c_(j),Ⅱ区和Ⅲ区等效黏聚力c_(d)与中间桥底宽d呈正相关一次函数关系,各区域等效摩擦因数tanφ_(d)均与中间桥底宽d呈正相关一次函数关系,与桥高h、底角α的余切呈负相关一次函数关系;工程示例中边坡稳定系数Fs随中间桥桥高h、底角α增大而增大,上升梯度逐渐减小,且与底宽d、桥长b呈正相关一次函数关系。成果可应用于露天煤矿中间桥形态参数的动态优化设计以及中间桥支挡作用下的边坡稳定性治理。
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关键词
分坑开采
中间桥
支挡效应
等效黏聚力
等效内摩擦角
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Keywords
sub-pit mining
intermediate bridge
supporting and retaining effect
equivalent cohesion
equivalent internal friction angle
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分类号
TD824
[矿业工程—煤矿开采]
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