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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
顶板断裂瞬间煤体稳定性的动力学分析及数值模拟
  • 作者

    祝捷张敏唐俊王曌华谈晓钟

  • 单位

    中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室

  • 摘要
    为了研究顶板突然性断裂诱发煤层失稳的致灾条件,本文采用动力学方法分析了顶板断裂瞬间煤岩系统的受力状态和力学响应。首先推导了顶板断裂时惯性力、惯性力矩的计算公式,进而得到顶板断裂瞬时转动加速度与惯性力、惯性力矩的关系,利用数值模拟计算了顶板断裂前后以及不同转动角加速度条件下的煤岩体应力、变形和两帮位移。计算结果显示:当顶板断裂瞬时转动角加速度较小,即顶板断裂释放能量较小时,工作面煤壁两帮移近量随顶板瞬时转动角加速度的增大而增大;当顶板断裂瞬间转动加速度达到某临界值时,煤岩系统出现失稳分支点,具体体现为工作面处煤体的应力基本不变,煤壁顶部竖向下沉激增,煤岩系统的平衡须依靠煤壁回缩方可维持。因此顶板断裂可以诱发煤岩体系统的失稳,但并非失稳的充分条件。
  • 关键词

    煤体稳定性顶板断裂动力学分析分岔失稳

  • 基金项目(Foundation)
    国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2010CB226801);中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室开放基金资助项目(SKLCRSM10KFB09);高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20120023120011);
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