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作者
卜庆为涂敏张向阳袁本庆赵庆冲党嘉鑫
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单位
安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室内蒙古科技大学矿业与煤炭学院中煤科工集团重庆研究院有限公司
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摘要
针对采场厚硬顶板强矿压问题,在采场厚硬顶板采动失稳影响特征分析基础上,运用力学理论构建采场厚硬顶板采动承载力学模型,分析采场厚硬顶板采动承载状态及能量积聚演化发布规律,从能量转化角度分析采场厚硬顶板破断致积聚能量释放与强动压显现关系,推导出工作面液压支架动载响应估算方程,揭示厚硬顶板破断失稳强矿压显现影响特征。研究结果表明,1)厚硬顶板在破断失稳前处于覆岩承载状态和自身弹性势能积聚,在破断瞬间显现略高于重力作用的加速运动失稳,加之悬伸跨度较大,导致厚硬顶板条件工作面动压显现尤为强烈;2)悬伸跨度、上覆岩层荷载是厚硬顶板采动承载和能量聚散演化的关键影响因素,上覆岩层荷载、自身厚度和强度是厚硬顶板极限悬伸跨度的关键影响因素;3)在工作面液压支架动态阻力响应的力源构成中,厚硬顶板破断积聚能量释放所形成的动态阻力占比最高,上覆岩层荷载做功转化所形成的动态阻力占比次之;4)在工作面液压支架动态阻力响应的影响因素中,厚硬顶板的悬伸跨度、上覆岩层荷载起直接加剧影响,岩层厚度增加厚硬顶板极限悬伸跨度,进而间接加剧动态阻力响应,直接顶厚度可对动态阻力响应起缓冲降低作用,支架控顶距的加剧影响程度不明显。
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关键词
厚硬顶板采动破断失稳能量聚散演化强动压显现
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基金项目(Foundation)
国家自然科学基金项目(52074008,52074007);安徽高校协同创新项目(GXXT-2020-056);
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文章目录
1 采场厚硬顶板采动失稳影响特征分析
1.1 综放工作面厚硬顶板条件
1.2 采场厚硬顶板采动破断失稳影响特征
2 采场厚硬顶板采动承载状态及能量积聚力学分析
2.1 采场厚硬顶板采动承载力学模型构建
2.2 采场厚硬顶板采动承载及能量积聚力学解析
2.3 采场厚硬顶板采动承载状态及能量积聚分布力学规律
3 采场厚硬顶板破断积聚能量释放致强动压显现影响分析
3.1 采场厚硬顶板破断积聚能量释放与强动压显现力学关系
3.2 采场厚硬顶板周期破断致工作面强动压显现影响特征
4 采场厚硬顶板破断失稳强动压显现影响工程实例分析
4.1 工程实例计算分析
4.2 现场实测结果分析
5 结 论
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引用格式
卜庆为,涂敏,张向阳,袁本庆,赵庆冲,党嘉鑫.采场厚硬顶板破断失稳与能量聚散演化研究[J].采矿与安全工程学报,2022,39(05):867-878.DOI:10.13545/j.cnki.jmse.2022.0198.