考虑两侧煤柱与弹性煤体基础的基本顶板初次破断特征

论文摘要

建立考虑两侧煤柱支撑与实体煤作为弹性基础的基本顶板初次断裂力学模型,采用差分算法及主弯矩破断准则计算研究得到如下结论。（1）基本顶初始断裂位置为偏较弱煤柱侧悬顶区中部下表面（弹性基础系数k较小,基本顶厚度h、弹模E较大时）,反之为偏较弱煤柱侧的长边实体煤区上表面;（2）两侧煤柱的宽度L1,L2及支撑系数km1,km2改变时,基本顶中部区与实体煤区的主弯矩及位置几乎不改变,而两侧煤柱区的主弯矩及位置变化显著;（3） E,h大,而L1,km1,L2,km2小时,基本顶在两侧煤柱区不断裂,破断顺序为:偏较弱煤柱侧的悬顶区中部下表面→偏较弱煤柱侧长边实体煤区上表面,断裂特征为非对称"=-X"型;反之基本顶在煤柱区会断裂,破断顺序为:偏较弱煤柱侧长边实体煤区上表面→偏较弱煤柱侧悬顶区中部下表面→较强煤柱区上表面→较弱煤柱区上表面,断裂特征为非对称"O-X"型;而L1,km1较小,L2,km2较大时,只较弱煤柱侧基本顶不破断,最终断裂形态为非对称"U-X"型;（4）比值k/E或k/（Eh3）不变（k,E,h改变时,km1及km2与k保持某个任意比值不变）,基本顶破断规律不变。

论文目录

• 1 两侧采空 （煤柱） 力学模型提出
•   1.1 两实体煤侧边界条件存在问题及改进
•     1.1.1 传统模型边界条件存在问题
•     1.1.2 改进角度
•   1.2 两侧采空 （煤柱） 边界条件存在问题及改进
• 2 两侧煤柱+两侧弹性基础边界基本顶板结构力学模型建立
•   2.1 两侧采空力学模型建立
•   2.2 两采空侧边界条件
•     2.2.1 外边界条件
•     2.2.2 两煤柱与实体煤及开采区交界边的连续条件
• 3 两侧采空 （煤柱） 基本顶板结构模型计算方法
•   3.1 4类挠度偏微分方程差分化
•   3.2 两侧采空 （煤柱） 外边界条件方程的差分化
•   3.3 两侧采空 （煤柱） 基本顶挠度偏微分方程求解
• 4 两侧采空 （煤柱） 基本顶薄板主弯矩形态特征及破断规律分析
•   4.1 两侧采空 （煤柱） 基本顶板结构主弯矩特征
•   4.2 两侧采空 （煤柱） 初次破断的煤柱宽度效应
•   4.3 两侧采空 （煤柱） 初次破断煤柱支撑系数效应
•   4.4 两侧采空初次破断的基本顶厚度h效应
•   4.5 两侧采空初次破断的实体煤系数k效应
•   4.6 两侧采空初次破断的跨距效应
•   4.7 两侧采空 （煤柱） 基本顶薄板破断因素的权重分析
•   4.8 两侧采空 （煤柱） 基本顶薄板破断总规律及工程义分析
•     4.8.1 破断总规律及与传统模型对比
•     4.8.2 工程意义分析
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 谢生荣,陈冬冬,曾俊超,郜明明,张涛,刘峻

关键词: 两侧煤柱,弹性基础,基本顶,两侧采空,板结构

来源: 煤炭学报 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 矿业工程

单位: 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院

基金: 国家自然科学基金青年科学基金资助项目(51504259),中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2010QZ06),中国矿业大学(北京)“越崎青年学者”资助计划项目

分类号: TD323

DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2018.0823

页码: 115-126

总页数: 12

文件大小: 673K

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