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复杂地形地貌对下伏煤岩层应力影响规律研究
  • 196
  • 作者

    张大明付松李刚

  • 单位

    辽宁工程技术大学矿业学院

  • 摘要
    为了掌握地表的山体和山体间的沟谷区域等复杂地形地貌对下伏煤岩层应力的影响规律，本文通过理论分析构建了山体下煤岩层垂直应力计算模型，并以禾草沟煤矿50205工作面为背景，研究了复杂地形地貌对下伏煤岩层荷载作用特征及应力传递规律。结果表明：山体荷载对浅部煤层具有较明显的应力影响，在水平方向上影响明显范围与山体坡度呈负相关性，影响范围系数与山体坡度成正相关性，山体对下伏煤层垂直应力影响特征可分为初始影响、剧烈增长影响和缓慢增长影响3个阶段；沟谷区域下伏煤岩层垂直应力叠加数值呈现随深度变化先增大后减小的特征，且当两山体相邻间距大于山体底面宽度1.25倍时，应力叠加效应很小，可忽略不计；随着相邻山体间距逐渐增大，沟谷区域下伏煤岩层形成一个应力叠加不明显的倒三角区域。
  • 关键词

    地表山体荷载计算模型数值模拟垂直应力叠加系数

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金(51774165)；
  • 文章目录
    1 地表山体荷载对煤层原岩应力影响规律分析
    1.1 山体赋存岩体原岩应力场特征理论分析
    1.1.1 山体荷载作用下基础内应力分布规律分析
    1.1.2 山体荷载作用下伏煤岩层的应力状态分析
    1.2 山体下煤岩层垂直应力计算模型
    1.3 相邻山体沟谷区域对下伏煤岩层垂直应力影响分析
    2 地表山体对下伏岩层垂直应力影响特征数值模拟案例分析
    2.1 工程背景
    2.2 不同山体高度作用下煤岩层垂直应力数值模拟分析
    2.3 山体坡度对煤岩层垂直应力影响特征分析
    (1) 初始影响阶段：
    (2) 剧烈影响阶段：
    (3) 缓慢影响阶段：
    2.4 相邻山体对下伏煤岩层垂直应力特征分析
    3 结 论
  • 引用格式
    张大明,付松,李刚.复杂地形地貌对下伏煤岩层应力影响规律研究[J].矿业科学学报,2023,8(04):548-559.DOI:10.19606/j.cnki.jmst.2023.04.011.
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