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上边界煤柱对下采场应力分布规律影响数值模拟 被引量:9
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作者 许斌 于凤启 +3 位作者 袁安营 田浩 徐文星 马伟 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2013年第9期77-80,共4页
以鲍店煤矿六采区3#煤6204工作面为工程背景,采用理论分析和数值模拟的方法对下部采场的应力分布规律进行了研究,得出随着工作面不断接近煤柱边缘超前支承压力峰值会逐渐增加。工作面处于煤柱下时超前支承压力远远大于采空区下的支承压... 以鲍店煤矿六采区3#煤6204工作面为工程背景,采用理论分析和数值模拟的方法对下部采场的应力分布规律进行了研究,得出随着工作面不断接近煤柱边缘超前支承压力峰值会逐渐增加。工作面处于煤柱下时超前支承压力远远大于采空区下的支承压力,因此在有上层煤柱存在的情况下开采时要做好防冲预警和相应的预防措施,以防止冲击地压的发生。 展开更多
关键词 上部采空区 边界煤柱 下部采场 应力集中 数值模拟
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高位硬厚岩层破断规律力学分析与数值模拟研究 被引量:5
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作者 王伟东 曲华 +1 位作者 张培鹏 许丽娜 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2014年第8期156-158,共3页
以杨柳矿10416工作面为工程背景,通过理论分析,建立硬厚岩层梁式破断力学结构模型,分析了工作面在推采过程中,硬厚岩层破断的力学机理,并利用UDEC建立二维离散元模型,研究硬厚岩层破断规律。研究结果表明:硬厚岩层初次破断步距与其最大... 以杨柳矿10416工作面为工程背景,通过理论分析,建立硬厚岩层梁式破断力学结构模型,分析了工作面在推采过程中,硬厚岩层破断的力学机理,并利用UDEC建立二维离散元模型,研究硬厚岩层破断规律。研究结果表明:硬厚岩层初次破断步距与其最大拉应力、硬厚岩层厚度、煤层与硬厚岩层之间的岩层厚度正相关,与其上覆载荷、岩层移动角负相关。 展开更多
关键词 硬厚岩层 初次破断步距 应力集中系数 数值模拟
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高位硬厚岩层下重复采动应力演化规律 被引量:5
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作者 王伟东 曲华 +1 位作者 张培鹏 许丽娜 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2015年第2期22-24,共3页
以某矿6302工作面为背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测等方法研究了对硬厚岩层下煤层重复采动的应力演化规律。研究结果表明:在多煤层重复采动过程中,下层煤的卸压边界角随着推进步距的增大,先增大后趋于稳定,2层煤之间岩层间隔起... 以某矿6302工作面为背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测等方法研究了对硬厚岩层下煤层重复采动的应力演化规律。研究结果表明:在多煤层重复采动过程中,下层煤的卸压边界角随着推进步距的增大,先增大后趋于稳定,2层煤之间岩层间隔起到了隔板的作用,下层煤上方的集中应力由于层间岩层的影响发生衰减。这一趋势随层间岩层厚度增加,衰减系数减小,相同岩层厚度情况下,岩层硬度增加,衰减系数越小。 展开更多
关键词 硬厚岩层 重复采动 应力演化 数值模拟
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近距离煤层群上行开采裂断拱演化规律及数值模拟 被引量:4
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作者 黄寿卿 卢国志 +1 位作者 张林良 武泉林 《现代矿业》 CAS 2012年第7期10-12,共3页
采用FLAC3D的模拟方法,对单一采场的裂断拱发展演化规律和复合采场的裂断拱发展演化规律进行了模拟分析,得出了近距离煤层群上行采场结构空间在单一采场与复合采场两种不同的情况下采场上部裂断拱的演化规律及变化形态。
关键词 近距离煤层群 上行开采 裂断拱 采场结构空间 演化规律 数值模拟
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千米深井工作面推进步距与采动应力分布影响规律分析 被引量:3
5
作者 武泉林 李安民 +1 位作者 张林冲 张林良 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2012年第6期155-157,共3页
以开滦矿业集团赵各庄煤矿为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测等方法对埋深在-1 100 m以下的2337E工作面的采动应力分布规律进行了对比研究和分析,得到了千米深井条件下采动应力变化与工作面推进步距的"有限协同效应&quo... 以开滦矿业集团赵各庄煤矿为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测等方法对埋深在-1 100 m以下的2337E工作面的采动应力分布规律进行了对比研究和分析,得到了千米深井条件下采动应力变化与工作面推进步距的"有限协同效应",即随工作面推进步距的增加,超前支承压力峰值、影响范围、峰值位置距煤壁距离都会相应增加,但不会超过一个稳定值。 展开更多
关键词 千米深井 数值模拟 支承压力 推进步距 有限协同效应
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坚硬特厚煤层随工作面推进上覆岩层运动规律研究 被引量:2
6
作者 张林良 武泉林 李安民 《煤》 2012年第2期6-8,36,共4页
文章以神华宁煤矿业集团汝箕沟煤矿为工程背景,采用理论分析和数值模拟的方法对32211工作面坚硬特厚煤层上覆岩层运动规律进行研究和分析,得到了在坚硬特厚煤层的条件下上覆岩层运动规律变化与工作面推进步距的关系,即随32211工作面推... 文章以神华宁煤矿业集团汝箕沟煤矿为工程背景,采用理论分析和数值模拟的方法对32211工作面坚硬特厚煤层上覆岩层运动规律进行研究和分析,得到了在坚硬特厚煤层的条件下上覆岩层运动规律变化与工作面推进步距的关系,即随32211工作面推进步距的增加,支承压力、传递岩梁、破断拱的高度都会相应的增大,但最终趋于稳定。这一研究结论对于坚硬特厚煤层条件下工作面的安全生产和支护设计都有一定的指导意义。 展开更多
关键词 坚硬特厚煤层 传递岩梁 上覆岩层 数值模拟 破断供高度
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充填采煤法控制地表下沉数值模拟 被引量:2
7
作者 王伟东 曲华 +2 位作者 张培鹏 许斌 许丽娜 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2014年第10期181-183,186,共4页
以某矿12418工作面为工程背景,通过理论分析,建立"煤柱-充填体-煤壁"力学结构模型,分析了采空区充填后,充填体与围岩之间的相互作用关系。并利用UDEC建立二维离散元模型,模拟分析了工作面充填法开采与垮落法开采相比减小地表... 以某矿12418工作面为工程背景,通过理论分析,建立"煤柱-充填体-煤壁"力学结构模型,分析了采空区充填后,充填体与围岩之间的相互作用关系。并利用UDEC建立二维离散元模型,模拟分析了工作面充填法开采与垮落法开采相比减小地表下沉的效果。结果表明:采用充填开采时,多个支撑点对上覆岩层载荷进行支撑,顶板的挠度值减小;地表最大下沉系数小,顶板未发生台阶失稳,采用充填开采可有效的控制上覆岩层运动,缓解地表下沉,保护地表建筑物。 展开更多
关键词 地表下沉 充填开采 数值模拟 减沉效果
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硬厚岩层破断规律研究 被引量:2
8
作者 王伟东 曲华 +2 位作者 张培鹏 许斌 许丽娜 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2014年第11期140-142,共3页
以某矿10202工作面为工程背景,通过理论分析,建立硬厚岩层梁式破断力学结构模型,分析了工作面在推采过程中,硬厚岩层破断的力学机理,并利用UDEC建立二维离散元模型,研究硬厚岩层破断规律,揭示硬厚岩层在不同厚度下初次破断步距的变化情况。
关键词 硬厚岩层 初次破断步距 应力集中系数 数值模拟
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采场矿压机械模拟试验系统优化
9
作者 孔朋 蒋金泉 +4 位作者 张培鹏 许斌 武泉林 柳研青 高琳 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2016年第4期135-138,共4页
采场矿压机械模拟试验系统是研究采场矿压分布变化规律与上覆岩层运动之间关系的试验设备。在分析机械模拟试验台结构性不足的基础上,通过优化模拟基本顶铁块和胶块组合体厚度,使该系统能够模拟不同厚度的基本顶岩层,以适应不同基本顶... 采场矿压机械模拟试验系统是研究采场矿压分布变化规律与上覆岩层运动之间关系的试验设备。在分析机械模拟试验台结构性不足的基础上,通过优化模拟基本顶铁块和胶块组合体厚度,使该系统能够模拟不同厚度的基本顶岩层,以适应不同基本顶采场的实际赋存条件。通过在双铰接合页处增设压力传感器与应变片,得到破断岩块咬合点处的水平挤压力与摩擦剪力,为分析采场基本顶破断岩块的铰接平衡与回转失稳提供试验支持。 展开更多
关键词 机械模拟 压力传感器 基本顶 支承压力 覆岩运动
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大倾角煤层围岩应力分布规律研究
10
作者 柳研青 孔朋 高琳 《煤》 2016年第6期26-27,52,共3页
以某矿3315工作面为工程背景,建立二维离散元模型。通过对模型结果进行分析,得到围岩应力分布情况,总结应力分布规律。并结合3315工作面现场实际情况,为矿井安全生产提出可靠性建议。
关键词 大倾角 围岩应力 数值模拟
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坚硬顶板型冲击地压发生机理及监测预警研究 被引量:62
11
作者 谭云亮 张明 +3 位作者 徐强 郭伟耀 于凤海 顾士坦 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期166-172,共7页
针对坚硬顶板条件下冲击地压发生频率高、强度大、破坏范围广等问题,以华丰煤矿1411工作面为工程背景,采用理论分析研究了坚硬顶板型冲击地压发生机理,分析了坚硬顶板型工作面的声发射及应力前兆信息特点,最后进行了现场实践。研究结果... 针对坚硬顶板条件下冲击地压发生频率高、强度大、破坏范围广等问题,以华丰煤矿1411工作面为工程背景,采用理论分析研究了坚硬顶板型冲击地压发生机理,分析了坚硬顶板型工作面的声发射及应力前兆信息特点,最后进行了现场实践。研究结果表明:坚硬顶板型冲击地压以能量及应力判据为主,冲击地压前兆信息主要有2个特点,即能量增大和应力突变;坚硬顶板悬空长度大,导致煤体内部集中应力持续升高,若积聚的大量弹性能不能有效安全释放,可能会导致冲击地压的发生;采用声发射和应力监测手段可及时得到坚硬顶板工作面回采过程中煤体应力及能量动态发展情况,从而对冲击危险进行预警。结合现场条件,设计采用大直径钻孔和深孔断顶爆破进行卸压解危,卸压前后最大钻粉量由4 kg/m降为3 kg/m、应力集中系数由2.03降1.72,且支承压力峰值向深部转移,煤体应力集中得到明显释放,卸压效果较好。 展开更多
关键词 冲击地压 坚硬顶板 卸压解危 监测预警
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大直径钻孔卸压机理室内及数值试验研究 被引量:62
12
作者 贾传洋 蒋宇静 +3 位作者 张学朋 王冬 栾恒杰 王长盛 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1115-1122,共8页
钻孔卸压能够有效降低巷道上方及其周围岩体弹性能量的积聚,降低区域冲击危险性。因此,对大直径钻孔卸压机理及其合理参数的深入研究具有工程应用价值。通过室内试验研究孔径、孔间距及孔深等参数对试样强度的影响,以及分析不同参数影... 钻孔卸压能够有效降低巷道上方及其周围岩体弹性能量的积聚,降低区域冲击危险性。因此,对大直径钻孔卸压机理及其合理参数的深入研究具有工程应用价值。通过室内试验研究孔径、孔间距及孔深等参数对试样强度的影响,以及分析不同参数影响下试样破坏形态;同时借助颗粒流PFC研究不同参数条件下试样裂纹扩展形态及裂纹数量。研究表明:裂纹扩展贯通导致的应力释放是钻孔产生卸压作用的根本原因,且孔径、孔深越大,钻孔周围裂纹数量越多,主控裂纹纹路越清晰,钻孔卸压效果越好;同样随着孔间距越小,试样破坏形态由独立型破坏转变为贯通型破坏,试样破坏强度明显降低,卸压效果明显。 展开更多
关键词 大直径钻孔 卸压机理 室内试验 数值试验
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液压支架制造工艺技术研究 被引量:24
13
作者 曹连民 孙云鲁 +2 位作者 庞斌 韩松松 刘冰 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第4期83-88,共6页
为提高大采高液压支架结构件和机械加工件质量以及装配后整机的力学性能和使用寿命,对现有液压支架生产制造工艺进行改进。以ZY15000/29/63大采高液压支架为研究对象,分析了现有液压支架生产制造工艺在自动化控制、实时监测方面的不足,... 为提高大采高液压支架结构件和机械加工件质量以及装配后整机的力学性能和使用寿命,对现有液压支架生产制造工艺进行改进。以ZY15000/29/63大采高液压支架为研究对象,分析了现有液压支架生产制造工艺在自动化控制、实时监测方面的不足,据此制定了合理的液压支架结构件选材、自动整版下料、先进坡口加工和焊接工艺,大直径立柱、缸筒、活柱等机械加工件加工工艺以及支架的装配、检验试验工艺。研究表明:制定的板材整体喷丸、整版下料切割、焊接实时监测以及焊前、焊后处理等方法,能有效提高结构件性能,刮削、滚光复合加工方法能显著提高缸筒加工精度,样机压架试验技术能促进产品设计优化。 展开更多
关键词 采煤设备 液压支架 制造工艺 加工精度
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回采巷道支护参数优化及数值分析 被引量:22
14
作者 陈绍杰 屈晓 +2 位作者 刘勇 任凯强 郭宇航 《中国矿业》 北大核心 2017年第5期93-97,101,共6页
基于围岩力学性质进行回采巷道支护参数优化,可以在保证围岩稳定的基础上节约支护成本。为解决回采巷道支护设计因采用工程类比法而导致支护材料浪费等问题,以某矿8302皮带顺槽为研究背景,基于其坚硬顶板特性,选用悬吊理论进行支护优化... 基于围岩力学性质进行回采巷道支护参数优化,可以在保证围岩稳定的基础上节约支护成本。为解决回采巷道支护设计因采用工程类比法而导致支护材料浪费等问题,以某矿8302皮带顺槽为研究背景,基于其坚硬顶板特性,选用悬吊理论进行支护优化设计,以锚杆及锚索间排距为优化因素,设计了3种优化方案及支护参数。利用FLAC^(3D)数值模拟软件对各支护方案的应力场、位移场及塑性区分布进行模拟研究,分析得出优化方案2对控制围岩稳定最有利。现场监测表明,优化方案2可有效控制巷道围岩体失稳破坏,该研究可为同类巷道的支护优化提供借鉴。 展开更多
关键词 回采巷道 锚杆支护 支护优化 悬吊理论 数值模拟
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浅埋近距离煤层回采巷道支护技术研究 被引量:16
15
作者 徐强 宁建国 +1 位作者 刘学生 王军 《煤炭工程》 北大核心 2017年第12期120-123,共4页
针对浅埋近距离煤层回采巷道顶板完整性差、支护困难等问题,以内蒙古高家梁煤矿20314辅运巷为工程背景,首先根据煤层间距和巷道位置不同,将20314辅运巷划分为层间距3.2~4m、层间距4m以上和上煤层遗留煤柱下三个不同区域,提出了不同区域... 针对浅埋近距离煤层回采巷道顶板完整性差、支护困难等问题,以内蒙古高家梁煤矿20314辅运巷为工程背景,首先根据煤层间距和巷道位置不同,将20314辅运巷划分为层间距3.2~4m、层间距4m以上和上煤层遗留煤柱下三个不同区域,提出了不同区域巷道的支护技术:巷道上方为采空区时,采用锚(索)网带为基本支护方式,且间隔层小于4m,利用钢梁棚进行二次支护;煤柱下巷道在锚网带支护基础上,加强煤柱侧帮锚杆支护强度。然后,利用FLAC3D对不同支护技术的支护效果模拟验证,并在20314辅运巷进行现场试验。结果表明:巷道服务期间顶板最大下沉量为48mm,两帮最大移近量为93mm,锚杆、锚索受力稳定,无冒顶、片帮事故发生,支护效果较好。 展开更多
关键词 近距离煤层 煤柱 浅埋 支护设计 数值模拟
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大变形锚杆支护效应分析 被引量:14
16
作者 吴学震 蒋宇静 +3 位作者 王刚 李博 王健华 王春光 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期245-252,共8页
根据大变形锚杆的力学和变形特性,建立大变形锚杆–围岩相互作用结构模型,研究锚杆加固圆形隧道时的支护效应,并通过数值模拟验证了模型和求解方法的有效性。采用上述求解方法,定量分析了原岩应力、岩体强度以及大变形锚杆安装密度、长... 根据大变形锚杆的力学和变形特性,建立大变形锚杆–围岩相互作用结构模型,研究锚杆加固圆形隧道时的支护效应,并通过数值模拟验证了模型和求解方法的有效性。采用上述求解方法,定量分析了原岩应力、岩体强度以及大变形锚杆安装密度、长度和安装时间对其支护效果的影响规律。结果表明,在高应力或极软岩等恶劣地质条件下,围岩产生较大位移的情况下,大变形锚杆可以更好的发挥支护效应。大变形锚杆加固的主要作用在于限制塑性区围岩的变形,对塑性区边界的位置以及弹性区岩体变形的控制效果不明显。还通过改变安装锚杆时等效内支撑力的大小,揭示了锚杆安装时间对其支护效应的影响规律。研究结果可为大变形锚杆支护设计及参数优化提供基础理论依据。 展开更多
关键词 大变形锚杆 半解析解 数值模拟 参数分析 支护设计
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基于煤岩应力监测的深井沿空掘巷煤柱宽留设研究 被引量:14
17
作者 马金宝 王胜 宋宗武 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第8期121-127,共7页
为确定合理的区段小煤柱宽度,保证深部矿井沿空巷道的稳定性和实现工作面安全回采,以高家堡煤矿101工作面为例,采用钻孔应力监测方法,对101工作面推过前后的侧向煤体应力分布特征进行了实测研究,为沿空掘巷小煤柱留设提供实测资料。研... 为确定合理的区段小煤柱宽度,保证深部矿井沿空巷道的稳定性和实现工作面安全回采,以高家堡煤矿101工作面为例,采用钻孔应力监测方法,对101工作面推过前后的侧向煤体应力分布特征进行了实测研究,为沿空掘巷小煤柱留设提供实测资料。研究结果表明:工作面侧向煤体应力峰值至煤壁13~17 m,至煤壁9 m之内属于应力降低区,在该范围区内沿空掘巷,可避免受较高支承压力的影响,有利于巷道维护。在此基础上,采用数值模拟方法,优化分析得到103工作面沿空掘巷小煤柱合理宽度为6~7 m,103回风巷(沿空掘巷)实际小煤柱宽度为7 m,通过对103沿空巷道围岩变形及锚杆锚固力现场监测,表明巷道围岩变形量不大,顶板、小煤柱帮及工作面帮巷道最大变形量分别为112、88、75 mm,锚杆锚固力变化相对较小,巷道维护状况较好,能够满足工作面安全回采。 展开更多
关键词 深部矿井 沿空掘巷 小煤柱宽度 侧向煤体应力
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冲击地压应力监测预报系统的研制与应用 被引量:12
18
作者 段伟 邹德蕴 胡英俊 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2008年第1期78-81,共4页
为了较好地预测冲击地压,实现冲击地压发展、发生过程的动态监测,针对冲击地压发展、发生过程中应力脉冲信号幅值的变化情况,研制了冲击地压信号监测记录分机,并开发了相应的预测预报软件.监测记录分机配4组传感装置,可同时记录来自4个... 为了较好地预测冲击地压,实现冲击地压发展、发生过程的动态监测,针对冲击地压发展、发生过程中应力脉冲信号幅值的变化情况,研制了冲击地压信号监测记录分机,并开发了相应的预测预报软件.监测记录分机配4组传感装置,可同时记录来自4个不同方位的应力信号,利用红外通讯适配器将记录的应力信号传输给软件分析系统来预测冲击地压.工程实践表明,预测预报系统能较好地对冲击地压的发展、发生过程进行跟踪和预测,具有较高的工程应用价值. 展开更多
关键词 冲击地压 传感器 应力 脉冲
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基质-裂隙相互作用对渗透率演化的影响:考虑基质变形和应力修正 被引量:11
19
作者 肖智勇 王长盛 +2 位作者 王刚 蒋宇静 于俊红 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期2209-2219,共11页
研究煤储层的渗透率对于合理开采煤层气等能源的适用性和可行性都有指导意义。目前,大量的渗透率模型是基于弹性应变和吸附应变建立。然而,这些模型在考虑这两种应变时常把基质当作刚性体,并认为吸附变形完全由裂隙开度调节。在预测渗... 研究煤储层的渗透率对于合理开采煤层气等能源的适用性和可行性都有指导意义。目前,大量的渗透率模型是基于弹性应变和吸附应变建立。然而,这些模型在考虑这两种应变时常把基质当作刚性体,并认为吸附变形完全由裂隙开度调节。在预测渗透率时不仅忽略了基质变形,还高估了吸附膨胀的影响。为此,提出了一个新的渗透率模型来预测不同边界条件下的储层渗透率。该模型提出内部膨胀系数f来修正基质吸附对裂隙开度及外部应力的影响,且考虑了有效应力对裂隙和基质的变形行为。为比较基质变形和应力修正对渗透率的影响,对比不考虑应力修正的模型和不考虑基质本身变形的模型,用现场数据和实验室数据对不同边界条件下3种渗透率模型进行验证。结果表明:应力修正在单轴应变条件时对渗透率演化的影响更加显著,且不考虑应力修正和基质本身变形的模型所得的内部膨胀系数f较大。最后,进一步将新模型和4种经典模型进行比较,再次说明了新模型的优越性。 展开更多
关键词 煤层 渗透率 基质裂隙相互作用 应力修正 基质本身变形 内部膨胀系数
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高位硬厚岩层弹性基础边界下破断规律的演化特征 被引量:11
20
作者 蒋金泉 王普 +1 位作者 武泉林 张培鹏 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期490-499,共10页
以某矿首采工作面上覆高位岩浆岩条件为背景,根据高位硬厚岩层的空间结构及边界基础特征,建立了高位硬厚岩层弹性基础支承下的Winkler基础正交梁力学模型,推导出高位硬厚岩层走向和倾向的弯矩及挠度表达式,得到了特征弯矩及其位置的计算... 以某矿首采工作面上覆高位岩浆岩条件为背景,根据高位硬厚岩层的空间结构及边界基础特征,建立了高位硬厚岩层弹性基础支承下的Winkler基础正交梁力学模型,推导出高位硬厚岩层走向和倾向的弯矩及挠度表达式,得到了特征弯矩及其位置的计算式,分析了特征弯矩在工作面推进过程中的演化规律.研究表明:高位硬厚岩层在边界基础支承下,走向及倾向的最大弯矩和起始破断位置在采空区中部,具有边界基础变形效应.初次破断步距随工作面长度的增加呈现似"W"型变化趋势,并分为稳定、步距变化和步距稳定3个阶段;随弹性基础特征参数β的增大呈现单调递增的变化趋势.采用弹性基础正交梁理论可预测高位硬厚岩层的破断步距,并通过工程实例验证了考虑边界弹性基础变形效应是合理的. 展开更多
关键词 高位硬厚岩层 弹性基础 正交梁 破断步距 基础变形效应
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