基于顶板切落的浅埋煤层开采支架工作阻力研究

发布时间：2018-07-29 16:54

【摘要】：针对浅埋煤层开采周期来压过程中顶板沿煤壁切落时支架工作阻力的确定方法进行研究。根据直接顶岩体在支承压力作用下破坏失稳的非线性变化特征,建立了由基本顶-直接顶-支架-矸石组成的系统力学模型,应用突变理论和岩石动力学相关分析方法,分别推导了系统失稳前静荷载和失稳后冲击动荷载作用下的支架压缩量表达式,获得了切顶过程中支架荷载的计算式,分析了其主要影响因素。通过对切顶时支架荷载的研究确定了其工作阻力的计算式。结果表明:直接顶的失稳破坏造成了顶板的切落,直接顶岩体的突跳量决定了冲击荷载的大小,系统失稳时的支架荷载除了与基本顶的周期来压步距、上覆岩层荷载、直接顶厚度有关外,还与支架和直接顶岩体的刚度比、直接顶岩体性质等因素相关。结合工程实例,验证了理论推导的合理性。理论研究成果对于分析切顶发生时的支架工作阻力大小,合理选择支架具有重要的工程意义。
[Abstract]:This paper studies the determination method of support working resistance when roof is cut down along coal wall during mining period of shallow coal seam. According to the nonlinear characteristics of failure and instability of direct roof rock mass under bearing pressure, a system mechanics model composed of basic top, direct top support and gangue is established. The catastrophe theory and the correlation analysis method of rock dynamics are applied. The expressions of the static load before the system instability and the impact dynamic load after the instability are derived respectively. The calculation formula of the support load in the process of roof cutting is obtained and the main influencing factors are analyzed. The calculation formula of the working resistance is determined by studying the load of the support when the roof is cut. The results show that the failure of the direct roof leads to the cutting off of the roof, the sudden jump of the rock mass determines the magnitude of the impact load, the support load when the system is unstable, in addition to the periodic pressure step with the basic roof, the overlying rock layer load. Besides the direct top thickness, it is also related to the stiffness ratio of the support and the direct roof rock mass, the property of the direct roof rock mass and so on. The rationality of the theoretical derivation is verified by an engineering example. The theoretical research results have important engineering significance for analyzing the working resistance of the support when the top cutting occurs and selecting the support reasonably.
【作者单位】： 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院;
【基金】：国家重点基础研究发展规划(“973”计划)项目(2013CB227903) 国家自然科学基金项目(U1361209,51234005-1)
【分类号】：TD823.2

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 尹希文;王旦旦;付东波;;高精度支架工作阻力监测系统在寺河矿的应用[J];煤炭科学技术;2007年09期

2 乔忠寿;;回采工作面支架工作阻力计算方法的探讨[J];煤炭学报;1989年04期

3 闫少宏,毛德兵,范韶刚;综放工作面支架工作阻力确定的理论与应用[J];煤炭学报;2002年01期

4 郝宪杰;许家林;朱卫兵;王晓振;吕维峗;刘建峰;;高承压松散含水层下支架合理工作阻力的确定[J];采矿与安全工程学报;2010年03期

5 王高利;涂敏;;厚硬顶板综采工作面支架合理工作阻力的确定[J];煤炭技术;2008年01期

6 郝宪杰;许家林;;综采支架工作阻力确定方法综述[J];神华科技;2009年04期

7 金晓峰;;架型选型影响因素及支架工作阻力确定方法探讨[J];山东煤炭科技;2010年05期

8 江小军,宋选民;沙曲矿北翼大采高综采面的支架合理工作阻力确定[J];太原理工大学学报;2005年03期

9 弓乃照;;综采支架工作阻力监测系统的应用[J];煤炭科技;2008年02期

10 段伟;邹德蕴;苏海龙;王栋梁;;综采支架工作阻力连续监测系统在义桥煤矿的应用[J];西部探矿工程;2010年02期

相关会议论文 前4条

1 李志强;;旺格维利采煤法行走支架工作阻力的计算分析[A];21世纪高效集约化矿井学术研讨会论文集[C];2001年

2 闫少宏;于雷;刘全明;;特厚煤层综放开采顶板运动特征与支架工作阻力确定[A];综采放顶煤技术理论与实践的创新发展——综放开采30周年科技论文集[C];2012年

3 C·T库兹涅佐夫;;确定液压支架必要的工作阻力和初撑力的基本采矿地质因素[A];矿山坚硬岩体控制学术讨论会论文集[C];1991年

4 鹿志发;刘俊峰;;浅埋深煤层长壁开采液压支架选型初步研究[A];采矿工程学新论——北京开采所研究生论文集[C];2005年

相关硕士学位论文 前4条

1 高鸿宇;煌斑岩侵入直接顶条件下特厚煤层综放开采支架工作阻力研究[D];太原理工大学;2013年

2 曹锦峰;厚松散层大采高综采面矿压规律及支架工作阻力研究[D];西安科技大学;2013年

3 李欣;基于WSN的支架初撑力提取与工作阻力预测方法研究[D];中国矿业大学;2015年

4 胡沛;麻黄梁煤矿综放面矿压规律及支架工作阻力研究[D];西安科技大学;2013年

，

本文编号：2153360