• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
不同刚度充填体采场应力分布及覆岩移动规律
  • 作者

    李鹤鹤冀宇鑫宋高峰

  • 单位

    北方工业大学土木工程学院

  • 摘要
    为研究不同充填体刚度对采煤工作面围岩稳定性的影响,采用PHASE 2D有限元软件建立数值模拟,对充填体不同刚度条件下采场垂直应力及覆岩垂直位移进行了研究,分析了工作面前后方支承压力分布特征、采场围岩下沉量等。研究结果表明,当充填体弹性模量为2 000 MPa时,煤体塑性区宽度为1.98 m;当充填体弹性模量增大到3 000 MPa、4 000 MPa时,煤体塑性区宽度降低为1.5 m;当充填体弹性模量为2 000 MPa时,工作面前方煤体支承压力系数峰值为1.8;当充填体弹性模量为3 000 MPa、4 000 MPa时,支承压力系数峰值分别为1.71和1.67;模型工作面推进200 m后,当弹性模量为2 000 MPa时,直接顶下沉量最大值为20 mm,当弹性模量为3 000 MPa、4 000 MPa时,直接顶下沉量最大值为17 mm;随着充填体刚度不断增大,垂直位移随着弹性模量增大而逐渐减小,垂直位移最大值分别为45 mm、40 mm、37 mm。分析认为,提高充填体刚度能够降低煤体破坏范围和提高围岩稳定性,但随着充填体刚度的进一步提升,这一趋势不再明显。
  • 关键词

    充填开采弹性模量数值模拟支承应力覆岩移动

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金资助项目(52004010);北京市自然科学基金(2204080);北京市教委科技计划一般项目(KM202010009001);
  • 文章目录
    0 引言
    1 数值模型的建立
    1.1 工况概括
    1.2 模型介绍
    2 数值模型结果
    2.1 工作面前方煤体塑性区云图分析
    2.2 垂直应力演化规律
    2.3 工作面支承压力峰值
    2.4 工作面前后方直接顶下沉量
    2.5 不同刚度充填体垂直位移变化规律
    3 结论
  • 引用格式
    李鹤鹤,冀宇鑫,宋高峰.不同刚度充填体采场应力分布及覆岩移动规律[J].陕西煤炭,2022,41(03):1-4+12.
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