發(fā)布時間：2021-07-01 14:02

　　煤層底板承壓水對工作面安全回采影響很大,為研究帶壓開采工作面長度對底板破壞深度的影響,以某礦生產(chǎn)條件為例,基于彈性力學(xué)半平面體理論,建立支承壓力與承壓水壓力耦合作用下底板應(yīng)力分布模型,計算得到底板應(yīng)力分布狀態(tài)解析解,利用Mathematica軟件進行數(shù)據(jù)處理,并將應(yīng)力分布圖像化。取得以下研究結(jié)果:帶壓開采底板破壞深度與工作面長度正相關(guān),最大破壞深度出現(xiàn)在工作面傾向中部;該礦底板允許最大破壞深度為13m,工作面長度應(yīng)不大于110m。該模型為帶壓開采合理工作面長度的確定提供了參考依據(jù)。 

【文章來源】：礦業(yè)研究與開發(fā). 2020,40(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

地層綜合柱狀圖

基于彈性力學(xué)半平面體理論[10]，將采動引起的應(yīng)力重新分布簡化為半平面體邊界受法向分布力模型[11]。如圖2所示，半平面體上邊界AB段受集度為q的分布力作用，為了解其內(nèi)部任一點M受力狀態(tài)，建立如圖2所示坐標(biāo)系。取微元dξ，將其承受載荷看作一微小集中力，通過計算可得出此微元段在M點引起的應(yīng)力，將AB上所有微元段引起的應(yīng)力矢量疊加，即可得到整段分布力在M點引起的應(yīng)力，其垂直應(yīng)力σx、水平應(yīng)力σy和剪切應(yīng)力τxy分別為：1.2 模型構(gòu)建與計算公式推導(dǎo)

根據(jù)文獻[12]，帶壓開采沿工作面傾向底板受力情況如圖3所示。以右側(cè)煤壁為原點O，垂直底板向下為x軸正方向，沿工作面布置向左為y軸正方向，建立圖3所示坐標(biāo)系。AB和FG段為原巖應(yīng)力區(qū)，大小為γH;BC和EF段為彈性區(qū)，CO和DE段為塑性區(qū)，彈塑性區(qū)的交界處即為支承壓力峰值，大小為kγH。各段載荷在底板巖體內(nèi)任一點引起的應(yīng)力分量分為7段分別計算。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]承壓水上開采沿工作面傾向底板力學(xué)破壞特征[J]. 宋文成,梁正召,趙春波.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2018(09)
[2]水壓影響下煤層底板采動破壞深度彈性力學(xué)解[J]. 魯海峰,姚多喜,胡友彪,孫建.  采礦與安全工程學(xué)報. 2017(03)
[3]基于微觀裂隙擴張的采場底板突水機理研究[J]. 高玉兵,劉世奇,呂斌,李昆奇.  采礦與安全工程學(xué)報. 2016(04)
[4]斷層突水預(yù)測控制理論研究[J]. 宋振騏,郝建,湯建泉,石永奎.  煤炭學(xué)報. 2013(09)
[5]關(guān)鍵層理論在采場底板突水危險性評價中的應(yīng)用[J]. 武玉霞,趙國彥,劉愛華.  礦業(yè)研究與開發(fā). 2008(06)
[6]基于尖點突變模型的承壓水底板突水研究[J]. 中國生,徐國元,閆長斌,熊正明.  礦業(yè)研究與開發(fā). 2004(06)
[7]論煤層底板采動裂隙帶的深度及分布特征[J]. 張金才,劉天泉.  煤炭學(xué)報. 1990(02)

碩士論文
[1]陳四樓煤礦高承壓水上采動底板突水機理研究[D]. 黃衛(wèi)星.中國礦業(yè)大學(xué) 2017
[2]承壓水上采動工作面底板變形破壞規(guī)律研究[D]. 馮磊.安徽理工大學(xué) 2012
[3]孫疃煤礦承壓水上采煤底板破壞特征的研究[D]. 楊尚歡.安徽理工大學(xué) 2010



本文編號：3259271