本文關(guān)鍵詞：采場圍巖力鏈成殼機制及力學特征研究　出處：《安徽理工大學》2017年博士論文　論文類型：學位論文

  更多相關(guān)文章： 力鏈 圍巖應(yīng)力殼 力學特征 顆粒離散元 失穩(wěn)判據(jù)

【摘要】：本論文采用室內(nèi)實驗室試驗、相似模擬試驗、數(shù)值模擬以及理論分析相結(jié)合的研究方法,以力鏈為研究主線,對采場圍巖載荷傳遞路徑方式以及圍巖的力學特征進行系統(tǒng)研究,揭示采場圍巖載荷傳遞機理和力鏈成殼機制。論文的研究為煤礦的安全高效開采提供基礎(chǔ)理論,進一步豐富了采場圍巖礦壓理論。主要取得以下研究成果:對采場頂?shù)装鍑鷰r的力學行為進行室內(nèi)試驗,獲得了圍巖的物理力學參數(shù)并且實現(xiàn)了采場圍巖力學環(huán)境的評價,為采場圍巖的力鏈分析奠定了參數(shù)基礎(chǔ)。同時進一步分析了圍巖損傷破壞與力鏈演化、微裂紋擴展以及能量演化之間的響應(yīng)規(guī)律�；陬w粒離散元法對采場圍巖的力鏈成殼機制進行分析,發(fā)現(xiàn)沿工作面走向和傾向采場覆巖頂板均呈現(xiàn)拱形力鏈,走向和傾向力鏈拱在空間上形成力鏈殼。隨著工作面推進,力鏈殼的強度和范圍逐漸增大,且采空區(qū)后方逐漸呈現(xiàn)弱力鏈分布,上覆巖體荷載通過力鏈殼中強力鏈傳遞到工作四周煤巖體內(nèi)形成力鏈集中,形成殼基,這也是采場圍巖形成支承壓力的力學本質(zhì)。而且采場圍巖的接觸力鏈從原先初始平衡狀態(tài)的縱橫交錯的閉合力鏈到開采擾動之后形成準直線狀的拱形力鏈,通過傅立葉公式擬合得到了力鏈殼不同關(guān)鍵部位(殼基、殼肩和殼頂)時的偏轉(zhuǎn)角,揭示了應(yīng)力殼是力鏈集束傳遞的宏觀體現(xiàn)。對采場圍巖的應(yīng)力場、位移場和破壞特征進行分析,發(fā)現(xiàn)沿工作忙走向和傾向方向上煤壁前方和開切眼后方一定范圍內(nèi)存在應(yīng)力集中,而且隨著工作面的持續(xù)推進,應(yīng)力集中現(xiàn)象更加明顯,且這一區(qū)域在回采過程中是逐漸變化的,在采場覆巖中形成應(yīng)力拱,在采場三維空間形成應(yīng)力殼。在三維應(yīng)力殼理論的基礎(chǔ)上結(jié)合頂板巖層進行采場圍巖力學分析,構(gòu)建了應(yīng)力殼作用下殼頂巖層形成從四周固支到一邊簡支的橢圓巖層(板)力學演化模型,得到"力鏈-應(yīng)力殼"失穩(wěn)判據(jù),揭示了"力鏈-應(yīng)力殼"失穩(wěn)機制。
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TD313

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 黃少攀;王方漢;梁莉;曾征;劉乾勇;黃木坤;;爆破回采對某金屬礦深部采場圍巖穩(wěn)定性的影響[J];地下空間與工程學報;2010年06期

2 曹樹剛;采場圍巖復(fù)合拱力學結(jié)構(gòu)探討[J];重慶大學學報(自然科學版);1989年01期

3 馮震海;評《中國煤礦采場圍巖控制》[J];礦山壓力與頂板管理;1995年Z1期

4 錢鳴高，何富連，，繆協(xié)興;采場圍巖控制的回顧與發(fā)展[J];煤炭科學技術(shù);1996年01期

5 錢鳴高;采場圍巖控制理論與實踐[J];礦山壓力與頂板管理;1999年Z1期

6 張春海;王來貴;;不同地貌對采場圍巖穩(wěn)定性影響[J];遼寧工程技術(shù)大學學報;2007年S2期

7 繆協(xié)興，錢鳴高;采場圍巖整體結(jié)構(gòu)與砌體梁力學模型[J];礦山壓力與頂板管理;1995年Z1期

8 郭文兵,劉明舉,李化敏,史新林;多煤層開采采場圍巖內(nèi)部應(yīng)力光彈力學模擬研究[J];煤炭學報;2001年01期

9 單曉云,徐東強,王志國;金廠峪金礦難采礦體采場圍巖穩(wěn)定性數(shù)值模擬分析[J];黃金;2000年12期

10 王寶紅;李芹濤;薛田喜;王日亮;馬啟彪;張培民;;河西金礦采場圍巖穩(wěn)定性數(shù)值分析[J];黃金;2006年07期

相關(guān)會議論文 前7條

1 錢鳴高;何富連;繆協(xié)興;;采場圍巖控制體系[A];世紀之交的煤炭科學技術(shù)學術(shù)年會論文集[C];1997年

2 楊家錄;趙乃茹;姚寶魁;劉竹華;;斷層夾泥對采場圍巖力學性態(tài)的影響[A];面向國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的巖石力學與巖石工程——中國巖石力學與工程學會第五次學術(shù)大會論文集[C];1998年

3 桑玉發(fā);羅禮;;應(yīng)用聲波法監(jiān)測采場圍巖穩(wěn)定性[A];1990巖土混凝土聲測技術(shù)新進展學術(shù)與信息交流會專題報告及論文摘要匯編[C];1990年

4 顧新澤;陳科;程偉;;徐州礦區(qū)深部采場圍巖運動特征及其控制技術(shù)[A];全國煤礦千米深井開采技術(shù)[C];2013年

5 徐東強;謝源;周昌達;;大姚銅礦采場圍巖破壞時的聲發(fā)射特征[A];水電與礦業(yè)工程中的巖石力學問題——中國北方巖石力學與工程應(yīng)用學術(shù)會議文集[C];1991年

6 徐東強;關(guān)啟明;;采場圍巖破壞時的聲發(fā)射特征及穩(wěn)定性監(jiān)測[A];第四屆全國礦山采選技術(shù)進展報告會論文集[C];2001年

7 葉明亮;宿成建;王伍軍;;薄煤層堅硬頂板采場圍巖三維應(yīng)力狀態(tài)的ADINA研究[A];工程地質(zhì)勘察學術(shù)交流會論文選集[C];1994年

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 劉萬榮;采場圍巖力鏈成殼機制及力學特征研究[D];安徽理工大學;2017年

相關(guān)碩士學位論文 前3條

1 劉志河;應(yīng)力控制方法及其在采場圍巖控制中的應(yīng)用[D];山東科技大學;2006年

2 程元祥;懸頂采場圍巖變形和破壞特征研究[D];山東科技大學;2006年

3 劉欣;深部開采采場圍巖穩(wěn)定性研究[D];重慶大學;2009年

本文編號：1337710