综采工作面基本顶厚跨比对其初次断裂失稳影响规律

论文摘要

综采工作面基本顶初次断裂失稳机理对工作面支架选型及采场围岩稳定性控制至关重要。通过建立顶板力学模型分析得出:综采工作面基本顶初次断裂前,基本顶厚跨比从初始状态减小趋近极限状态时,其内部最大主应力σ1与最大剪应力τmax均逐渐增加;当厚跨比接近0. 2时,σ1与τmax均出现陡增,但σ1增加速率大于τmax,易在基本顶两端顶部发生断裂,且基本顶初次断裂时极限厚跨比n1一般大于0. 2。在不发生滑落失稳条件下,基本顶极限厚跨比n1随回转角θ的增大近似呈线性增加;证明了基本顶铰接结构回转初期(θ为0°～3°)易发生滑落失稳。在仅考虑厚跨比影响的条件下,基本顶铰接结构发生回转失稳的临界条件为极限厚跨比n1=0. 624。然而,当n1<0. 624时,回转极限平衡角大于岩块回转平衡角所允许的最小值时,亦会造成铰接结构回转失稳。同时,在考虑支架弹性变形的基础上,建立了基本顶铰接结构滑落失稳对工作面支架动载系数计算方法,当直接顶与基本顶离层量Δh为0时,动载系数Fsd取最小值;Δh不为0时,Fsd随Δh增加而增大,但随直接顶与支架刚度之比、直接顶自重与基本顶传递载荷之比增加而减少。最后,通过对不同综采工作面初次来压时支架工作阻力与动载系数进行计算,验证了理论分析的有效性。

论文目录

• 1 基本顶初次断裂分析
•   1.1 岩梁初次断裂规律分析
•   1.2 初次断裂岩块受力特征分析
• 2 基本顶铰接结构稳定性分析
•   2.1 滑落失稳分析
•   2.2 回转失稳分析
• 3 工作面冲击动载系数确定
• 4 案例分析
• 5 讨论
• 6 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 赵毅鑫,王新中,周金龙,李全生,张村

关键词: 综采工作面,基本顶,厚跨比,初次断裂,结构失稳,冲击动载

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)共伴生能源精准开采北京市重点实验室,中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,煤炭开采水资源保护利用国家重点实验室

基金: 国家重点研发计划资助项目(2016YFC0801401),国家自然科学基金资助项目(51874312),中国矿业大学(北京)越崎杰出学者奖励计划资助项目

分类号: TD323

DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2018.5030

页码: 94-104

总页数: 11

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