带压开采工作面长度对底板破坏深度的影响

发布时间：2021-07-01 14:02

　　煤层底板承压水对工作面安全回采影响很大,为研究带压开采工作面长度对底板破坏深度的影响,以某矿生产条件为例,基于弹性力学半平面体理论,建立支承压力与承压水压力耦合作用下底板应力分布模型,计算得到底板应力分布状态解析解,利用Mathematica软件进行数据处理,并将应力分布图像化。取得以下研究结果:带压开采底板破坏深度与工作面长度正相关,最大破坏深度出现在工作面倾向中部;该矿底板允许最大破坏深度为13m,工作面长度应不大于110m。该模型为带压开采合理工作面长度的确定提供了参考依据。 

【文章来源】：矿业研究与开发. 2020,40(07)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

地层综合柱状图

基于弹性力学半平面体理论[10]，将采动引起的应力重新分布简化为半平面体边界受法向分布力模型[11]。如图2所示，半平面体上边界AB段受集度为q的分布力作用，为了解其内部任一点M受力状态，建立如图2所示坐标系。取微元dξ，将其承受载荷看作一微小集中力，通过计算可得出此微元段在M点引起的应力，将AB上所有微元段引起的应力矢量叠加，即可得到整段分布力在M点引起的应力，其垂直应力σx、水平应力σy和剪切应力τxy分别为：1.2 模型构建与计算公式推导

根据文献[12]，带压开采沿工作面倾向底板受力情况如图3所示。以右侧煤壁为原点O，垂直底板向下为x轴正方向，沿工作面布置向左为y轴正方向，建立图3所示坐标系。AB和FG段为原岩应力区，大小为γH;BC和EF段为弹性区，CO和DE段为塑性区，弹塑性区的交界处即为支承压力峰值，大小为kγH。各段载荷在底板岩体内任一点引起的应力分量分为7段分别计算。

【参考文献】：
期刊论文
[1]承压水上开采沿工作面倾向底板力学破坏特征[J]. 宋文成,梁正召,赵春波.  岩石力学与工程学报. 2018(09)
[2]水压影响下煤层底板采动破坏深度弹性力学解[J]. 鲁海峰,姚多喜,胡友彪,孙建.  采矿与安全工程学报. 2017(03)
[3]基于微观裂隙扩张的采场底板突水机理研究[J]. 高玉兵,刘世奇,吕斌,李昆奇.  采矿与安全工程学报. 2016(04)
[4]断层突水预测控制理论研究[J]. 宋振骐,郝建,汤建泉,石永奎.  煤炭学报. 2013(09)
[5]关键层理论在采场底板突水危险性评价中的应用[J]. 武玉霞,赵国彦,刘爱华.  矿业研究与开发. 2008(06)
[6]基于尖点突变模型的承压水底板突水研究[J]. 中国生,徐国元,闫长斌,熊正明.  矿业研究与开发. 2004(06)
[7]论煤层底板采动裂隙带的深度及分布特征[J]. 张金才,刘天泉.  煤炭学报. 1990(02)

硕士论文
[1]陈四楼煤矿高承压水上采动底板突水机理研究[D]. 黄卫星.中国矿业大学 2017
[2]承压水上采动工作面底板变形破坏规律研究[D]. 冯磊.安徽理工大学 2012
[3]孙疃煤矿承压水上采煤底板破坏特征的研究[D]. 杨尚欢.安徽理工大学 2010



本文编号：3259271