基于薄板模型的高韧性煤层难冒放机理分析

发布时间：2018-03-30 08:26

  本文选题：高韧性煤层　切入点：综放开采　出处：《采矿与安全工程学报》2017年04期

【摘要】：为研究高韧性煤层综放开采的难冒放机理,以煤样物理力学参数试验为基础,分析了高韧性煤层的韧性指标特征;建立了均布载荷下综放采场顶煤与顶板的薄板模型,应用Matlab对薄板挠曲面公式进行了编译,并结合工作面参数对顶煤与顶板三维挠曲面进行了仿真模拟,得出顶煤与顶板离层范围及最大离层量;对选取的高韧性煤层工作面支架载荷进行了监测、统计和整理,得出工作面内顶煤与顶板离层范围及离层区域形状。结果表明:高韧性煤层弹性模量较小,综放开采时顶煤与顶板之间易产生大范围离层,初采和回采阶段离层区域分别呈椭圆形和弓形;顶煤得不到顶板压力的作用而不能及时断裂、破碎和放出;现场支架载荷数据分析与薄板模型挠曲面模拟的结果具有较好的一致性。
[Abstract]:In order to study the hard caving mechanism of fully mechanized top-coal caving in high-toughness coal seam, based on the test of physical and mechanical parameters of coal sample, the characteristics of toughness index of high-toughness coal seam are analyzed, and the thin plate model of top coal and roof in fully mechanized caving stope under uniform distribution load is established. The formula of thin plate flexure surface is compiled by Matlab, and the three dimensional flexure surface of top coal and roof is simulated with the parameters of working face, and the range and maximum amount of top coal and roof separation are obtained. Based on the monitoring, statistics and arrangement of the support load of the selected high toughness coal seam working face, the range and shape of the separation layer between the top coal and the roof in the working face are obtained. The results show that the elastic modulus of the high toughness coal seam is relatively small. During fully mechanized caving mining, there is a large area of separation between top coal and roof, which is elliptical and arcuate in the initial mining and mining stage, and the top coal can't break, break and release in time without the action of roof pressure. The field load data analysis is in good agreement with the results of the flexural surface simulation of the thin plate model.
【作者单位】： 山东科技大学矿业与安全工程学院矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地;
【基金】：国家自然科学基金项目(51379116) 山东省重点研发计划项目(2015GSF116012)
【分类号】：TD823.49

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本文编号：1685106