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倾斜煤层底板破坏深度计算方法及主控因素敏感性分析

发布时间:2018-04-03 22:29

  本文选题:倾斜煤层 切入点:底板破坏深度 出处:《煤炭学报》2017年04期


【摘要】:为研究倾斜煤层底板破坏主控因素对底板破坏深度的敏感性,根据弹性力学中的半无限体理论建立了沿煤层倾斜方向底板破坏深度求解力学模型,计算了倾斜煤层底板采动最大破坏深度。以阳城煤矿的采场条件为工程背景,基于FLAC3D数值仿真软件,按照正交试验设计方案对3306工作面底板破坏特征进行数值模拟。运用矩阵分析法以及方差分析法对模拟结果进行分析计算,确定各主控因素对底板破坏深度的敏感性。研究表明:(1)随着工作面推进距离的增大,底板最小主应力值与承压水压值越来越接近,且最小水平主应力与底板承压水压相等的区域不断扩大,底板突水危险性增加。(2)各主控因素对底板破坏深度影响的主次顺序为:工作面斜长采深黏聚力采厚煤层倾角水压内摩擦角,方差分析结果显示,各主控因素中工作面斜长对底板破坏深度的敏感度为高度显著;采深较为显著;黏聚力显著;采厚、煤层倾角、水压以及内摩擦角不显著。(3)运用矩阵分析法确定了正交模拟试验的最优方案,即按照此方案实施后底板破坏深度最小,可有效降低矿井底板突水的危险性。
[Abstract]:In order to study the sensitivity of the main controlling factors of floor failure in inclined coal seam to the depth of floor failure, a mechanical model for calculating the depth of floor failure along the inclined direction of coal seam is established according to the theory of semi-infinite body in elastic mechanics.The maximum mining failure depth of inclined coal seam floor is calculated.Taking the stope condition of Yangcheng coal mine as the engineering background, based on the FLAC3D numerical simulation software, the failure characteristics of the floor of 3306 working face are numerically simulated according to the orthogonal experimental design scheme.The matrix analysis method and variance analysis method are used to analyze and calculate the simulation results to determine the sensitivity of the main control factors to the depth of the floor damage.The study shows that the minimum principal stress of the bottom plate is more and more close to that of the confined water pressure with the increase of the working face advance distance, and the area where the minimum horizontal principal stress is equal to the pressure water pressure of the bottom plate is expanding.The primary and secondary order of the influence of main controlling factors on the depth of floor failure is as follows: the angle of water pressure internal friction of inclined long mining deep cohesive force mining thick coal seam, the result of variance analysis shows that,Among the main controlling factors, the sensitivity of inclined length of working face to the depth of floor failure is significant, the mining depth is significant, the cohesion is remarkable, the mining thickness, the coal seam inclination angle,The water pressure and the angle of internal friction are not significant. 3) the optimal scheme of orthogonal simulation test is determined by using matrix analysis method, that is, the minimum damage depth of bottom plate after the implementation of this scheme, which can effectively reduce the risk of water inrush from mine floor.
【作者单位】: 山东科技大学矿业与安全工程学院;山东科技大学外国语学院;中国建筑第七工程局有限公司;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51274135) 国家“863”高技术研究发展计划资助项目(2015AA016404-4)
【分类号】:TD745

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本文编号:1707171

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