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题名深部开采砌体梁失稳扰动底板破坏力学行为及分区特征
被引量：23
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作者
李春元
张勇
左建平
唐世界
刘世峰
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机构
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院
中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室
河南能源化工集团焦煤煤业赵固(新乡)能源有限公司
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期1508-1520,共13页
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基金
国家重点研发计划资助项目(2016YFC0600708)
国家自然科学基金资助项目(51622404)
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2011YZ05)
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文摘
深部开采的强扰动附加属性导致底板煤岩破坏加剧,易沟通底板承压水导升带而诱发突水灾害,故研究砌体梁失稳扰动底板破坏的力学行为可为实现矿山岩层控制提供重要的理论基础。根据弹塑性力学理论分析了深部开采砌体梁失稳扰动底板破坏的动载源特征,基于压力拱及损伤力学理论研究了砌体梁失稳扰动底板压剪破坏和卸荷破坏的力学行为,应用离散元软件计算分析了不同采深下砌体梁失稳扰动底板的应力变化及变形破坏行为,结合采动力学全过程应力-应变曲线获得了深部开采底板强扰动破坏的分区特征,并应用深部开采微震监测数据进行了验证。结果表明:砌体梁失稳后,梁端煤壁端部及触矸区域底板应力增高并形成了塑性屈服区和触矸破坏区,两者之间则形成了压力拱形式的卸荷破坏区;随采深增加,底板塑性屈服区和触矸破坏区的压应力增量及卸荷破坏区的卸荷反弹力不断增大,并使得底板岩体最大变形量在采深700m以浅时近似线性增加,而采深700m以深的深部开采却表现为非线性突变增长;深部开采高围压造成底板压应力峰值及卸荷反弹力非线性增加,促使了扰动岩体由浅部脆性向深部延性的转变,并导致其强扰动破坏的分区范围扩大,变形破坏深度增加,深部开采底板的非线性强扰动破坏行为在底板浅部最突出。
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关键词
底板岩体
破坏行为
砌体梁失稳
强扰动
深部开采
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Keywords
floor rock mass
failure behavior
voussoir beam instability
strong disturbance
deep coal mining
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分类号
TD322
[矿业工程—矿井建设]
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