煤层弹性、硬化和软化区对顶板弯矩特性影响分析

发布时间：2017-11-10 19:12

  本文关键词：煤层弹性、硬化和软化区对顶板弯矩特性影响分析

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【摘要】：在支承压力分析中通常认为,从煤壁到支承压力峰煤层处于屈服软化状态,支承压力峰前方煤层处于弹性状态,忽略了软化与弹性状态之间还存在硬化状态。针对此问题,将煤层分为煤壁附近的软化区、支承压力峰前的硬化区和再前方的弹性区,提出煤层硬化和软化区支承压力表达式,给出各区段煤层支承压力连续的确定法,在已有研究基础上,推导得基于煤层弹性、硬化和软化区支承的周期来压前坚硬顶板的挠度方程。据所得表达式用Matlab给出弹性、硬化、软化区参数变动时煤层对顶板的支承压力和相应坚硬顶板弯矩分布算例。结果表明:煤层任一区段的参数变动会引起其他区段支承压力变化;在假定煤壁处煤层残强为0的条件下,顶板弯矩峰超前距为6.04 m,越过软化区而处于煤层硬化区段。将所得结果与仅有弹性和软化区支承(假定)的顶板弯矩进行比较,发现前者的顶板挠度、弯矩峰值及弯矩峰超前距,均显著大于后者的对应量值。在对前者的煤层支承压力和顶板弯矩数据作深入分析后,得到一个重要认识:煤层软化区支承压力(反力)形成的反弯矩小,相应顶板的弯矩峰值和弯矩峰超前距就大。究其原因是,顶板与煤层是承受上覆荷载的共同体,煤层软化区支承压力形成的反弯矩小,顶板便要通过加大弯曲范围和弯曲变形程度抵抗其上覆荷载,这使得顶板的弯矩峰超前距和弯矩峰值必须增大。
【作者单位】： 青岛理工大学土木工程学院;山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地;山东科技大学矿业与安全工程学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51374140,51204102)~~
【分类号】：TD32
【正文快照】： 坚硬顶板于煤层开采后大面积悬露,在煤壁前方发生断裂。对于超前断裂的坚硬顶板,当工作面到达断裂线下方,且支护力、岩层间摩擦力不足时,会发生顶板台阶式下沉,造成压架或压、推垮事故。为探讨上覆荷载和煤层支承压力对顶板断裂的影响,邵国柱等[1-9]做了现场实测、相似材料模

【相似文献】

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1 А.А.Бондарев;В.В.Скрябинский;李长明;;电子束焊接时工艺因素对АМг6НН合金软化区的影响[J];轻金属;1986年09期

2 ;[J];;年期

，

本文编号：1167972