深孔预裂强制放顶断裂力学模型研究_中国煤炭行业知识服务平台

深孔预裂强制放顶断裂力学模型研究

作者

李金华陈文晓苏培莉段东宋勇军
单位

西安科技大学建筑与土木工程学院
摘要

预裂强制放顶是一种保障煤矿安全生产的重要技术。为确定初采期间深孔预裂强制放顶的合理参数，根据基本顶岩层的结构特点，基于断裂力学理论，建立含斜裂隙的深孔预裂强制放顶断裂力学模型，推导基本顶初次破断距及支架阻力表达式，对模型参数进行了敏感性分析。分析结果表明：基本顶初次破断距随预裂裂隙倾角或垂深比的增大而减小，随支架阻力的增大而增大；裂隙倾角从10°增加到90°，基本顶初次破断距的最大减幅为83.16%；裂隙垂深比从0.1增加到0.9，基本顶初次破断距的最大减幅为65.84%；支架阻力从3 MN增加到18 MN，基本顶初次破断距的最大增幅为1.4倍；理论计算与现场实测对比，验证了该模型的合理性，研究结果可为坚硬顶板煤层深孔预裂强制放顶参数设计和施工提供指导。
关键词

深孔预裂强制放顶初次破断距裂隙倾角垂深比支架阻力力学分析
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金面上项目(11972283)；中国博士后科学基金面上资助项目(2017M623330XB)；陕西省自然科学基础研究计划面上资助项目(2018JM5126)
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