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薄基岩综放采场直接顶结构力学模型分析

煤炭学报 2013年第8期38卷 1331-1337页

作者：杜锋白海波河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116

为深入研究薄基岩综放采场矿压显现规律,以山西潞安矿业集团司马煤矿薄基岩区厚煤层开采为研究背景,采用数值模拟、理论分析、现场实测等方法对薄基岩综放采场直接顶结构特征进行了研究,建立了薄基岩综放采场直接顶结构力学模型,分析了... 详细信息

为深入研究薄基岩综放采场矿压显现规律,以山西潞安矿业集团司马煤矿薄基岩区厚煤层开采为研究背景,采用数值模拟、理论分析、现场实测等方法对薄基岩综放采场直接顶结构特征进行了研究,建立了薄基岩综放采场直接顶结构力学模型,分析了直接顶"半拱"式平衡结构的形成机理和破断规律。结果表明:根据司马矿薄基岩区直接顶厚度和岩层性质不同,将直接顶划分为Ⅰ型和Ⅱ型两种类型;采高6.5 m,直接顶厚度大于15 m时,容易形成"半拱"式平衡结构,采场矿压呈现出来压步距短、静压大、动压小、动载系数小等特征,"半拱"结构有规律的破断失稳是薄基岩综放工作面矿压显现的根源,该结论解释了司马煤矿薄基岩综放采场的矿压显现规律。

关键词：薄基岩综放开采直接顶半拱结构厚松散层

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沿空留巷充填区域直接顶受力状态探讨与应用

煤炭学报 2017年第8期42卷 1960-1970页

作者：张自政柏建彪王卫军陈勇于宪阳湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室湖南湘潭411201 辽宁工程技术大学煤炭资源安全开采与洁净利用工程研究中心辽宁阜新123000 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116

针对综采放顶煤、复合顶板等松软破碎顶板沿空留巷直接顶稳定控制难题,根据沿空留巷顶板活动的时空特征,建立了沿空留巷充填区域直接顶弹性损伤力学模型,推导了充填区域直接顶应力分布表达式,研究了充填区域直接顶应力分布演化规律,进... 详细信息

针对综采放顶煤、复合顶板等松软破碎顶板沿空留巷直接顶稳定控制难题,根据沿空留巷顶板活动的时空特征,建立了沿空留巷充填区域直接顶弹性损伤力学模型,推导了充填区域直接顶应力分布表达式,研究了充填区域直接顶应力分布演化规律,进而得到了充填区域直接顶拉应力范围和水平错动范围计算式及相应的演化规律。结果表明:充填区域直接顶受力状态受基本顶回转下沉角和直接顶损伤变量的影响,随着基本顶回转下沉角的增加,拉应力作用范围逐渐减小,水平错动范围逐渐增大。结合新元煤矿3107工作面沿空留巷的工程地质条件,提出了分区域动态加固沿空留巷充填区域直接顶的控制对策,工程应用表明,沿空留巷充填区域顶板下沉量得到了有效地控制,沿空留巷围岩稳定性较好。

关键词：沿空留巷充填区域直接顶受力状态变分法

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近直立特厚煤层直接顶初次破坏特征

煤炭学报 2018年第5期43卷 1220-1229页

作者：张国军张勇中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京100083

近直立煤层在开采过程中直接顶的破坏将直接影响采场及巷道的稳定,针对近直立特厚煤层采用水平分段开采过程中直接顶所处的应力状态及其破坏特点,建立了与之对应的四边固支的薄板力学模型;采用FLAC^(3D)数值模拟和正交分析的方法开展4... 详细信息

近直立煤层在开采过程中直接顶的破坏将直接影响采场及巷道的稳定,针对近直立特厚煤层采用水平分段开采过程中直接顶所处的应力状态及其破坏特点,建立了与之对应的四边固支的薄板力学模型;采用FLAC^(3D)数值模拟和正交分析的方法开展4个因素3个水平9组数值模拟实验,模拟分析了埋深、倾角、侧压系数和最大主应力方向等4个因素对直接顶法向应力分布的影响特征,结果表明,近直立特厚煤层在开采过程中,作用在直接顶上的法向应力可以简化为均布载荷;采用伽辽金法求解了均布载荷作用下的直接顶挠度,并应用胡克定律和弧长定理对直接顶岩层不同位置处的拉应力进行求解,通过计算获得了直接顶在破坏前拉应力的最大值及其对应的位置;以最大拉应力强度准则为岩层破断依据,最终得到了近直立特厚煤层在采用水平分段综放开采条件下的初次破断垮距。

关键词：近直立特厚煤层直接顶初次破断法向应力最大拉应力正交试验

直接顶岩层特性对综采工作面周期来压步距的影响

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煤炭技术 2017年第7期36卷 4-6页

作者：谷拴成黄荣宾苏培莉西安科技大学建筑与土木工程学院西安710054

基于老顶-直接顶协调变形机理建立力学分析模型,求解得出老顶周期来压步距关于围岩赋存条件、直接顶参数、老顶参数、工程相关参数等4类12种参数之间的函数关系式。对上述函数关系式进行因素分析。结果显示周期来压随着直接顶重度的增... 详细信息

基于老顶-直接顶协调变形机理建立力学分析模型,求解得出老顶周期来压步距关于围岩赋存条件、直接顶参数、老顶参数、工程相关参数等4类12种参数之间的函数关系式。对上述函数关系式进行因素分析。结果显示周期来压随着直接顶重度的增大而减小,而随其他直接顶参数增大而增大,并且分析得出周期来压步距的主要影响因素包括直接顶弹性模量、直接顶厚度,在进行矿压控制时应对上述主要因素给予充分考虑。

关键词：直接顶周期来压步距老顶力学分析

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综采面直接顶滑落冒顶的机理与控制

中国矿业大学学报 1995年第3期24卷 30-34页

作者：何富连钱鸣高孟祥荣赵庆彪陈立武中国矿业大学采矿系邢台矿务局

根据现场实测和模拟实验结果，阐明了直接顶块裂岩体滑落冒顶的特征，建立了相应的力学模型，采用矢量计算法研究了块裂岩体稳定性及其控制参数。在此基础上，提出了控制滑落冒顶的技术措施。

关键词：块裂岩体直接顶滑落冒顶控制煤矿

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综放采场直接顶垮落成拱机理相似模拟研究

煤炭科学技术 2007年第6期35卷 95-98页

作者：李红涛刘长友汪理全中国矿业大学能源与安全工程学院江苏徐州221008

在综放条件下由于上覆岩层直接顶岩性的不同,在直接顶的垮落过程中可能会形成不同的顶板结构。结合某一矿井的地质条件,对直接顶垮落形成散体拱结构的现象进行了物理相似模拟研究,研究认为直接顶垮落流动的过程中,在某一瞬间产生了散体... 详细信息

在综放条件下由于上覆岩层直接顶岩性的不同,在直接顶的垮落过程中可能会形成不同的顶板结构。结合某一矿井的地质条件,对直接顶垮落形成散体拱结构的现象进行了物理相似模拟研究,研究认为直接顶垮落流动的过程中,在某一瞬间产生了散体拱结构形成的合适的力学平衡条件,从而在上位直接顶形成了散体拱结构。

关键词：综放直接顶散体拱结构力学平衡条件

不同老顶条件下直接顶硬度对工作面超前支承压力的影响

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煤炭技术 2014年第4期33卷 147-149页

作者：周信张金龙西山煤电集团有限责任公司斜沟煤矿山西吕梁033602

超前支承压力的分布规律对煤矿开采过程中冲击地压、煤与瓦斯突出等灾害有很大影响。应用UDEC2D4.0离散元数值模拟软件,研究了不同顶板条件下采煤工作面超前支承压力的分布规律。随着直接顶硬度的增大,支承压力的应力集中系数和影响范... 详细信息

超前支承压力的分布规律对煤矿开采过程中冲击地压、煤与瓦斯突出等灾害有很大影响。应用UDEC2D4.0离散元数值模拟软件,研究了不同顶板条件下采煤工作面超前支承压力的分布规律。随着直接顶硬度的增大,支承压力的应力集中系数和影响范围不断增大,且支承压力峰值逐渐向采煤工作面方向靠近。老顶坚硬工作面支承压力的应力集中系数、峰值与工作面煤壁的距离以及影响范围均大于老顶软弱的工作面。研究成果可为煤矿生产中采煤工作面支护参数的选取提供参考。

关键词：直接顶老顶硬度支承压力数值模拟

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唐家庄矿12煤层及其直接顶自燃机理研究

煤炭科学技术 2000年第11期28卷 1-3页

作者：蔡康旭秦华礼刘宝东张子建湘潭工学院湖南湘潭411201 煤炭科学研究总院抚顺分院辽宁抚顺114041 开滦(集团)有限责任公司河北唐山063018

发生在唐家庄矿 10 2 2 5工作面 12煤层及其直接顶的自然发火 ,结束了建矿 70多年无自燃的历史。研究 12煤层及其顶板的自燃属性和相互作用机理 ,确定煤炭自燃的标志气体及其预测预报方法 ,对矿井防煤自燃措施的制定与实施 ,具有重要的... 详细信息

发生在唐家庄矿 10 2 2 5工作面 12煤层及其直接顶的自然发火 ,结束了建矿 70多年无自燃的历史。研究 12煤层及其顶板的自燃属性和相互作用机理 ,确定煤炭自燃的标志气体及其预测预报方法 ,对矿井防煤自燃措施的制定与实施 ,具有重要的指导意义。

关键词：煤层直接顶自燃机理标志气体矿井防煤自燃措施

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采场直接顶对周期来压步距的影响

矿业安全与环保 2015年第5期42卷 34-37,41页

作者：谷拴成李金华黄荣宾西安科技大学建筑与土木工程学院陕西西安710054

把直接顶视为变形介质,基于老顶、直接顶协调变形机理建立力学分析模型,在给定老顶变形条件下,求解得出老顶周期来压步距与直接顶参数的函数关系式。对老顶周期来压步距与直接顶弹性模量、厚度以及内摩擦角的关系曲线进行分析,结果显示... 详细信息

把直接顶视为变形介质,基于老顶、直接顶协调变形机理建立力学分析模型,在给定老顶变形条件下,求解得出老顶周期来压步距与直接顶参数的函数关系式。对老顶周期来压步距与直接顶弹性模量、厚度以及内摩擦角的关系曲线进行分析,结果显示老顶周期来压步距随直接顶厚度或直接顶弹性模量增大而增大,而随岩石内摩擦角增大而减小;直接顶厚度越大,老顶周期来压步距变化速率越大;直接顶某一参数对老顶周期来压步距的影响幅度会受到其他参数的影响,但其影响趋势不会发生明显变化。

关键词：直接顶周期来压步距老顶力学分析