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中厚煤层超长工作面应力场时空演化特征数值模拟研究
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作者 李明 龚钰 《山东煤炭科技》 2023年第11期171-175,共5页
针对超长工作面矿压显现剧烈问题,以陈四楼煤矿2803工作面回采为工程背景,采用FLAC^(3D)数值模拟软件,构建了中厚煤层超长工作面开采覆岩运移规律数值模型,系统研究了超长工作面回采过程中走向和倾向支承应力场演化规律,分析了超长工作... 针对超长工作面矿压显现剧烈问题,以陈四楼煤矿2803工作面回采为工程背景,采用FLAC^(3D)数值模拟软件,构建了中厚煤层超长工作面开采覆岩运移规律数值模型,系统研究了超长工作面回采过程中走向和倾向支承应力场演化规律,分析了超长工作面超前支承压力、侧向支承压力及煤壁侧向支承压力的变化特征,揭示了中厚煤层超长工作面应力场时空演化机理。结果表明:2803工作面前方0~25 m范围支承压力变化明显;25~90 m范围内走向支承压力减小,倾向及煤壁侧向支承压力基本不变;90 m后走向支承压力趋于原岩应力。 展开更多
关键词 超长工作面 应力场 支承压力 模拟研究
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哈拉沟煤矿超长工作面矿压显现规律 被引量:2
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作者 胡建平 钱坤 《矿业工程研究》 2017年第2期68-73,共6页
工作面长度的加大在提高开采效率和资源采出率的同时,必将引起上覆岩层破坏及运移规律的改变,需要对超长工作面矿压显现规律进行研究以指导现场实践.以哈拉沟煤矿12上101工作面为背景,采用现场实测方法,对普通工作面与超长工作面下的初... 工作面长度的加大在提高开采效率和资源采出率的同时,必将引起上覆岩层破坏及运移规律的改变,需要对超长工作面矿压显现规律进行研究以指导现场实践.以哈拉沟煤矿12上101工作面为背景,采用现场实测方法,对普通工作面与超长工作面下的初次来压、周期来压特征进行了测定分析,结果表明:老顶初次来压期间,超长工作面对应老顶垮落步距、来压期间支架循环末阻力及动载系数均大于普通工作面;周期来压期间,较普通工作面相比,工作面长度的增加使得来压步距将逐渐变小,当顶板来压时会支架循环末阻力、动载系数等一系列参数将逐渐增大,因此对于超长工作面周期来压时,压力强度相对比其它工作面显现明显.该研究为后续类似工作面的开采提供了一定程度的指导. 展开更多
关键词 超长工作面 初次来压 周期来压 动载系数
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哈拉沟煤矿超长工作面矿压显现规律研究 被引量:2
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作者 胡建平 《陕西煤炭》 2017年第B08期73-75,112,共4页
为了对超长工作面矿压显现规律进行研究以指导现场实践,以哈拉沟煤矿12上101工作面为背景,采用现场实测方法,对普通工作面与超长工作面下的初次来压、周期来压特征进行了测定分析。结果表明:老顶初次来压期间,超长工作面对应老顶垮落步... 为了对超长工作面矿压显现规律进行研究以指导现场实践,以哈拉沟煤矿12上101工作面为背景,采用现场实测方法,对普通工作面与超长工作面下的初次来压、周期来压特征进行了测定分析。结果表明:老顶初次来压期间,超长工作面对应老顶垮落步距、来压期间支架循环末阻力及动载系数均大于普通工作面;周期来压期间,超长工作面对应的来压步距小于普通工作面,而来压期间支架循环末阻力、动载系数和来压持续长度均大于普通工作面,即超长工作面周期来压强度相对较大,为后续类似工作面的开采提供指导。 展开更多
关键词 超长工作面 初次来压 周期来压 动载系数
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深埋超长综采工作面矿压规律及支架适应性研究 被引量:9
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作者 丁国利 鲁喜辉 +1 位作者 武少国 刘永强 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期43-48,共6页
为了探究蒙陕地区深埋超长综采工作面的矿压显现规律及液压支架的适应性,以葫芦素煤矿21102首采工作面为工程研究背景,采用矿压理论计算、现场动态实时监测和KJ21软件分析等多种手段对液压支架的工作阻力、工作面周期来压及超前支承压... 为了探究蒙陕地区深埋超长综采工作面的矿压显现规律及液压支架的适应性,以葫芦素煤矿21102首采工作面为工程研究背景,采用矿压理论计算、现场动态实时监测和KJ21软件分析等多种手段对液压支架的工作阻力、工作面周期来压及超前支承压力的变化规律进行了分析研究。结果表明:葫芦素煤矿21102工作面顶板初次来压步距38.5~45.9 m,平均为41.4 m,基本与理论计算吻合。周期来压最大步距为31.9 m,最小来压步距为12 m,平均来压步距为22 m。基本顶来压时,动载系数最大为1.09,最小为1.03,平均为1.06,动载系数很小,说明工作面总体来压现象不明显;液压支架压力沿工作面倾向分为"低压区、高压区、低压区、高压区、低压区"5个区域,呈"马鞍形"分布;工作面压力在走向上分为"低压区、过渡区、高压区"3个区域;工作面超前支承压力影响范围约为工作面前方45 m,显著影响范围约为工作面前方18 m,目前超前支护距离20 m满足要求,在保证回采巷道锚杆支护质量和单体支柱支设质量的前期下,现有的4排超前支护单体支柱可缩减为2排;从ZY10000-16/32型二柱掩护式液压支架在21102工作面使用情况来看,支架工作阻力富裕量较小,建议在蒙陕地区类似煤层赋存条件的综采工作面选用工作阻力在12 000~14 000 kN的液压支架,以防工作面停产、过空巷和过断层期间顶板压力大导致大面积压架事故。 展开更多
关键词 深埋深 超长工作面 矿压规律 支架适应性
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小保当二号煤矿超长综采工作面初次来压规律分析 被引量:1
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作者 张罗迅 王鹏飞 张永安 《陕西煤炭》 2024年第3期41-47,共7页
为探究小保当二号煤矿132202智能超长综采工作面初采阶段的压力显现规律,采用在线应力监测设备实时监测综采工作面各液压支架的应力数据。结果显示,在超长工作面来压前工作面局部发生一次小规模压力显现;超长工作面开始初次来压具有分... 为探究小保当二号煤矿132202智能超长综采工作面初采阶段的压力显现规律,采用在线应力监测设备实时监测综采工作面各液压支架的应力数据。结果显示,在超长工作面来压前工作面局部发生一次小规模压力显现;超长工作面开始初次来压具有分区来压的特点,机尾侧率先来压,之后工作面机头侧和中部陆续来压,且工作面机尾侧来压强度整体高于机头侧。超长工作面初次来压总持续时间约29 h,其中整个工作面强烈来压持续时间约7.0 h;工作面机头侧初次来压步距约79.6 m,工作面中部初次来压步距75.6~82.6 m,平均78 m,机尾侧初次来压步距约74.7 m。 展开更多
关键词 超长工作面 初次来压 在线应力监测 分区来压
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近水平煤层超长工作面合理宽度取值范围研究
6
作者 白云虎 刘涛涛 +1 位作者 李苏珍 宗程 《能源与环保》 2024年第7期243-253,共11页
为了研究超长工作面开采覆岩两带变形破坏特征以及矿压差异性变化规律,以袁大滩煤矿为背景,采用数值模拟软件建立不同工作面长度的数值计算模型,研究不同宽度工作面条件下的围岩的破坏情况,为工作面合理宽度选择提供一定的科学依据。结... 为了研究超长工作面开采覆岩两带变形破坏特征以及矿压差异性变化规律,以袁大滩煤矿为背景,采用数值模拟软件建立不同工作面长度的数值计算模型,研究不同宽度工作面条件下的围岩的破坏情况,为工作面合理宽度选择提供一定的科学依据。结果表明,工作面开采的宽度与覆岩两带发育高度、位移变化范围、应力大小形呈正比关系,同时随着开采宽度增加应力区域范围扩大,弹性能峰值普遍增加,尤其是开采宽度达到450 m后,其弹性能的能量增幅明显;工作面面宽越大时,宽度增加引起两带高度的增幅逐渐减小、位移变化区域范围增量相对越小,同时应力区域范围的增加幅度逐渐减小;在合理的现场防控措施下,400 m工作面宽度能较好地满足工作面的安全高效生产。研究成果可为袁大滩煤矿工作面宽度取值范围的合理选取提供指导。 展开更多
关键词 超长工作面 工作面宽度 数值模拟 覆岩两带 矿压
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深部超长工作面矿震响应规律及传播机制研究
7
作者 张艺耘 李成海 +3 位作者 唐磊 杨海涛 熊洪恩 周强 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2024年第9期9-17,共9页
深部超长工作面应力环境复杂,开采扰动诱发强矿震,威胁矿井安全开采。为探究超长工作面开采过程中矿震的时空响应特征及不同能级、不同区域的震动波传播规律,以麦垛山煤矿130608超长工作面为例,基于井下微震监测台网布置,采用理论计算... 深部超长工作面应力环境复杂,开采扰动诱发强矿震,威胁矿井安全开采。为探究超长工作面开采过程中矿震的时空响应特征及不同能级、不同区域的震动波传播规律,以麦垛山煤矿130608超长工作面为例,基于井下微震监测台网布置,采用理论计算、数据分析的方法深入分析。研究结果表明:超长工作面的微震事件主要分布在生产班及工作面超前100~300 m区域,相同震动波传播速度下,微震能级越大,传播距离越大,而相同震动波传播距离下,微震能级越大,传播速度越大;相比较下,位于采空区震源处的震动波震动速度和衰减系数最大,超前工作面顶底板岩层区域震动波传播最快;进一步确定了震动波传播的主控因素和不同能级下震动波传播的衰减公式,并提出震动波传播的危险性判别方法,确定了震动波传播的危险速度为0.018 m/s,危险距离为120 m。 展开更多
关键词 超长工作面 矿震 时空分布 震动波传播速度 衰减系数
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超长工作面开采下区段煤柱留设合理宽度分析
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作者 谢涛 张毅 +1 位作者 白云虎 李雨航 《陕西煤炭》 2024年第10期7-13,20,共8页
为确定超长工作面开采下区段煤柱合理留设宽度,分析超长工作面侧向支承压力在煤柱中的分布特征,利用数值模拟软件研究区段煤柱中的应力分布,并在现场区段煤柱不同深度中布置钻孔应力计,监测侧向支承压力的变化规律。结合巷道围岩稳定性... 为确定超长工作面开采下区段煤柱合理留设宽度,分析超长工作面侧向支承压力在煤柱中的分布特征,利用数值模拟软件研究区段煤柱中的应力分布,并在现场区段煤柱不同深度中布置钻孔应力计,监测侧向支承压力的变化规律。结合巷道围岩稳定性综合监测分析,研究超长工作面采动影响下巷道围岩的变形破坏特征,进而优化支护参数,以保障超长工作面回采巷道的通畅与安全。研究结果表明,在11205工作面右端、11207工作面左端及其煤柱区域位置煤柱内部应力分布呈现出明显的3处应力集中,其煤柱位置的应力集中效应更为明显;增大煤柱宽度能够有效改善煤柱应力分布状态,但当煤柱宽度超过16 m后,应力变化不大。工作面开采后,11207工作面采空区顶板位移量明显增大,整体位移变为以煤柱为中心的扇形沉陷,说明煤柱对上覆岩层起到了支撑作用。根据数值计算结果,得出煤柱留设宽度在16 m煤柱较为合适;由煤柱顶底板破坏强度可知,留设16~20 m的煤柱较为合适。 展开更多
关键词 超长工作面 煤柱留设 合理宽度 应力分布 围岩稳定性
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深部超长综采工作面矿压显现规律 被引量:6
9
作者 王保强 卢恒 何常西 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2021年第3期35-38,共4页
城郊煤矿开采逐渐进入深部,主采煤层超过800 m,工作面长度超过300 m,采深和采长的增加使矿压显现程度和围岩应力更加复杂,增加了采场围岩控制的不确定性及难度。为了探究深部超长工作面的矿压显现规律,运用理论计算、数值模拟、现场实... 城郊煤矿开采逐渐进入深部,主采煤层超过800 m,工作面长度超过300 m,采深和采长的增加使矿压显现程度和围岩应力更加复杂,增加了采场围岩控制的不确定性及难度。为了探究深部超长工作面的矿压显现规律,运用理论计算、数值模拟、现场实测等方法进行分析,得到基本顶破断规律;围岩应力分布特征及工作面前方应力峰值强度变化特点;液压支架工作阻力分布规律。 展开更多
关键词 深部超长工作面 矿压显现规律 工作阻力
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龙华矿20112工作面过空巷支护技术研究 被引量:4
10
作者 曹国选 赵米真 +7 位作者 牛秦玉 王利平 王力 王冬冬 王东 齐晓华 申飞 张利 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2022年第12期86-88,共3页
针对龙华煤矿20112综采工作面过空巷存在顶板压力较大、支架工作阻力变化复杂等问题,结合龙华煤矿20112综采工作面实际情况,设计了2种综采工作面过空巷支护技术方案,对其经济性进行了对比,并用于实际生产。实践表明:该方案使工作面过空... 针对龙华煤矿20112综采工作面过空巷存在顶板压力较大、支架工作阻力变化复杂等问题,结合龙华煤矿20112综采工作面实际情况,设计了2种综采工作面过空巷支护技术方案,对其经济性进行了对比,并用于实际生产。实践表明:该方案使工作面过空巷受采动影响较小,无顶、帮变形现象,加快了超长工作面的安全快速回采,带来经济效益的同时也为超长工作面过空巷技术提供了借鉴。 展开更多
关键词 超长工作面 过空巷 填充支护 锚杆锚索 墩柱支护
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浅埋薄基岩超长工作面液压支架群组的承载特性及安全管控研究
11
作者 孟国豪 张吉雄 +3 位作者 李猛 王崇景 周楠 张罗斌 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第5期1662-1674,共13页
为探究浅埋薄基岩超长工作面液压支架群组的承载特性,构建了工作面煤壁-支架-顶板的弹性基础梁力学模型,研究了7种因素对支架阻力的影响。理论计算与实测结果吻合良好。研究结果表明:支架工作阻力呈单峰值与“M”形三峰值两种分布形式;... 为探究浅埋薄基岩超长工作面液压支架群组的承载特性,构建了工作面煤壁-支架-顶板的弹性基础梁力学模型,研究了7种因素对支架阻力的影响。理论计算与实测结果吻合良好。研究结果表明:支架工作阻力呈单峰值与“M”形三峰值两种分布形式;工作面长度、基本顶厚度和弹性模量影响支架阻力分布曲线形状和高阻力范围;采高和上覆岩层载荷影响曲线值;支架刚度影响高阻力范围;巷帮刚度影响靠近巷道侧的支架阻力。基于此,提出了包括确定适当面长、支架分区调控、煤壁协同控制、巷帮主动强化等手段在内的浅埋薄基岩超长工作面关键安全管控措施。研究成果可为浅埋薄基岩超长工作面支架阻力设计与灾害预防提供理论依据。 展开更多
关键词 煤炭开采 岩石力学 超长工作面 支架阻力 工作面安全防控 灾害预防
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超长综采工作面智能控制系统研究与应用 被引量:3
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作者 李春 王碧清 +3 位作者 曹国选 张超 赵米真 王利平 《煤矿机械》 2022年第8期163-166,共4页
龙华矿在综采工作面设备改造基础上,克服过空斜巷、垂直空巷和平行空巷等开采难题,构建了400 m超长工作面。为实现智能化、少人化超长工作面,对多传感器信息融合定位、协同控制、刮板输送机煤流调速等关键技术进行了研究,设计了超长综... 龙华矿在综采工作面设备改造基础上,克服过空斜巷、垂直空巷和平行空巷等开采难题,构建了400 m超长工作面。为实现智能化、少人化超长工作面,对多传感器信息融合定位、协同控制、刮板输送机煤流调速等关键技术进行了研究,设计了超长综采工作面智能控制系统,可以实现井下控制中心与地面调度室的远程监控。该系统包含了电液控制子系统、运输三机通信子系统、智能刮板输送机控制子系统、采煤机控制通信子系统、采煤机精确定位子系统、工作面视频子系统、工作面人员识别子系统、泵站集中控制子系统、在线故障诊断子系统。该智能化工作面的建设不仅提高了生产效率,还为矿井节能、降耗积累了宝贵经验,为我国智能化超长工作面开采提供了借鉴。 展开更多
关键词 超长工作面 智能化 远程监控 采煤机 刮板输送机
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超长回采工作面供电设计研究及应用实践
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作者 何栋 《山东煤炭科技》 2023年第4期132-134,共3页
为解决长距离供电与大功率负荷供电双重问题,满足供电需求,在工作面供电方案设计中,综合考虑长距离供电电压降、变频供电稳定性问题,通过对综采工作面设备供电负荷需求进行统筹规划,合理进行供电分配,从电缆、开关、高压防爆开关、变压... 为解决长距离供电与大功率负荷供电双重问题,满足供电需求,在工作面供电方案设计中,综合考虑长距离供电电压降、变频供电稳定性问题,通过对综采工作面设备供电负荷需求进行统筹规划,合理进行供电分配,从电缆、开关、高压防爆开关、变压器、电器设备开关的配套选型,各供电线路的负荷分配及电器设备布置等方面进行研究,最终解决超长工作面大功率负荷配电的问题。 展开更多
关键词 超长工作面 大功率负荷 供电设计 合理分配负荷
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火成岩侵入易自燃煤层超长俯采工作面采空区自燃“三带”分布范围研究 被引量:3
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作者 柳东明 《矿业安全与环保》 北大核心 2022年第4期135-139,共5页
大兴煤矿北一202工作面采用超长开切眼布置,存在采空区空间大、开采易自燃煤层、工作面全程俯采且顶板存在复合煤岩层采空区遗煤量大等因素,导致工作面防灭火工作难度大幅提高。通过在工作面进、回风巷道,以及上、下隅角向工作面70 m处... 大兴煤矿北一202工作面采用超长开切眼布置,存在采空区空间大、开采易自燃煤层、工作面全程俯采且顶板存在复合煤岩层采空区遗煤量大等因素,导致工作面防灭火工作难度大幅提高。通过在工作面进、回风巷道,以及上、下隅角向工作面70 m处架后采空区预埋4个束管测点,对北一202超长俯采工作面采空区自燃“三带”分布范围进行多点位观测,得出超长俯采工作面采空区最大氧化带宽度为37.7 m,位于上隅角向工作面70 m架后采空区。根据北一202工作面实际参数,建立三维几何模型,通过Fluent数值模拟分析,揭示了超长俯采工作面采空区流场及O_(2)体积分数变化规律,并将采空区自燃“三带”分布范围模拟结果与实测结果进行对比,发现两者基本一致,证明了采用数值模拟方法分析研究超长俯采工作面采空区流场、O_(2)体积分数分布规律的有效性和科学性。 展开更多
关键词 易自燃煤层 超长工作面 采空区 自燃“三带” 多点位观测 数值模拟
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超长工作面矿山压力显现规律数值模拟研究 被引量:2
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作者 王鑫 杨明亮 《山西煤炭》 2011年第2期34-36,共3页
采用FLAC3D数值模拟软件,模拟了常规和超长工作面的围岩应力分布,分析了对应的应力分布规律。模拟结果显示:超长工作面的跨落步距小于常规工作面,而超长工作面和常规工作面的超前支承压力分布具有相似的规律。
关键词 超长工作面 矿山压力 数值模拟
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近距离煤层群超长工作面采场矿压分布及围岩运移规律研究 被引量:1
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作者 黄光平 曾晓明 +1 位作者 卢平 唐建新 《煤炭技术》 CAS 2020年第3期39-43,共5页
以叙永一矿15采区缓斜近距离多煤层群为研究对象,采用离散元数值模拟软件UDEC 6.0分别对其C19、C20、C24煤层开采过程中的采场围岩运移情况及应力分布规律进行了系统地分析研究,揭示了缓斜近距离多煤层群采动影响区内的复杂应力场分布... 以叙永一矿15采区缓斜近距离多煤层群为研究对象,采用离散元数值模拟软件UDEC 6.0分别对其C19、C20、C24煤层开采过程中的采场围岩运移情况及应力分布规律进行了系统地分析研究,揭示了缓斜近距离多煤层群采动影响区内的复杂应力场分布、上覆岩层变形破坏形态及煤层间相互影响规律,所得研究结果可为近距离多煤层群的安全、经济、高效开采提供一定的参考及补充。 展开更多
关键词 近距离煤层群 超长工作面 矿压分布 围岩运移 数值模拟
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360米超长综采工作面的布置及采面管理
17
作者 刘鹏 杨清成 《科技创新与应用》 2020年第20期180-182,共3页
针对铁法能源公司晓南矿在布置二水平SW1403工作面时,由于受众多因素影响,一切眼设计长度为214m,对接二切眼后设计长度为360m的特点,介绍了为保证工作面的安全高效回采所采取的安全技术措施,对生产效果进行了评价。
关键词 超长工作面 管理 设备
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超长综采工作面矿压显现规律研究 被引量:4
18
作者 陈杰 任金武 辛亚军 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2022年第10期10-14,共5页
为掌握超长综采工作面矿压显现规律及发生机理,采用理论分析、数值模拟和现场观测的研究方法,对河南某矿300 m超长综采工作面矿压显现规律及发生机理进行分析。结果表明:随着工作面长度增加,采空区应力由“中间大、两端小”的上凸半圆... 为掌握超长综采工作面矿压显现规律及发生机理,采用理论分析、数值模拟和现场观测的研究方法,对河南某矿300 m超长综采工作面矿压显现规律及发生机理进行分析。结果表明:随着工作面长度增加,采空区应力由“中间大、两端小”的上凸半圆弧形分布逐渐演化为“两端大、中间小”的马鞍形分布;10-103综采工作面基本顶初次来压步距和周期来压步距分别为23.88 m和9.75 m;工作面长度为250 m和300 m时顶板垂直应力和塑性区分布特征基本相似,但应力峰值位置由工作面前方5 m处增加至前方6 m,应力集中系数由1.57增大至1.58。现场观测表明:上部支架工作阻力多接近或超过上限,工作面出现老顶来压;下部支架工作阻力基本维持在上、下限之间,工作面来压较缓和;中部支架工作状态良好,无明显周期来压。 展开更多
关键词 超长综采工作面 应力分布 矿压显现 数值模拟 支架阻力
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