近距离煤层条带上行开采煤岩层变形破坏机理及数值模拟研究

来源 :山东科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhouheng19850
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
把条带开采具有一定厚度而强度较高的上覆岩层称为平衡层,其具有减缓岩层运动控制地表下沉的作用,并参与覆岩层的变形运动。煤柱稳定性是条带开采的关键,通过对岩石力学试验和数值模拟结果的分析,由煤岩柱边缘向中部依次出现煤岩柱围压效应下理想应变的“五区”分布:煤岩体受压破坏后的残余破碎区、承载软化区、局部破坏区、弹性区和原始应力区,组成完整的煤柱理想弹塑性“五区”区模型。应用弹塑性理论对条带上行开采煤层层间条带平衡岩层进行了理论分析,通过提出的条带上行开采上位煤层条带工作面宽长比的概念(ξ=Ly2/Lx2),得出了岩层破断的力学判据:弹性理论判据Ly<(π20(3ξ+2)/[6(ξ+μ)γ-3π2τ0h])1/2和塑性理论判据Ly<12ξhσt/[γ((3ξ+1)1/2-1)2](ξ为上部煤层条带工作面的宽长比),两式组合即为条带上行开采上下位煤层间岩层破断的综合判据。数值模拟结果表明,结合煤柱“五区”模型分析可知,由于上部煤柱位于采空区上方,随着围岩应力的调整,支承压力高峰向煤柱体内部扩展,承载塑性区逐渐向煤岩柱内部移动,局部破坏区逐渐扩展至整个煤柱,使上部煤柱处于承载软化区,屈服区范围逐渐加大,进而导致煤柱整体失稳破坏,条带开采效果大大降低。在条带上行开采过程中,一定的煤层间距、下位煤层的条带采宽、煤柱的位置关系和条带平衡岩层岩性是条带上行开采的四个关键因素。针对工程实例进行了安全性分析并提出安全对策。
其他文献
金属切削加工过程中,切削力是重要的输出物理量之一,伴随着摩擦磨损、振动、切削变形等现象。切削力又进一步对已加工表面质量产生影响,因此,研究切削力和表面质量之间的关系
以岩体工程地质力学原理为基础,研究了露天矿边坡下综采法开采时,其上覆岩体的运动变化规律。运用现场监测和三维数值模拟相结合的方法,先对初期开采进行现场监测,对所得数据进行
本论文从现代安全科学的理论和实践出发,利用信息技术和计算机网络技术等现代科学技术,对煤矿安全管理模型和煤矿生产过程中的动态安全管理与控制技术进行了系统的分析和深入的
煤(岩)与瓦斯突出是煤矿严重的自然灾害之一,且是一种复杂的动力现象,是地应力、煤层中的瓦斯压力和煤的结构力学性质综合作用的结果。立井掘进过程中,尤其是在穿越突出危险地层
近年来,精煤产品水分偏高是我国选煤工业的一大难题,浮选精煤粒度过细是导致脱水难度大、精煤水分超标的主要原因。本论文经过查阅大量的文献资料,在总结前人研究的基础上,研
网络控制系统(Networked Control System,简称为NCS),即网络化的控制系统,是计算机技术、通信技术与控制技术发展的产物,它体现了控制系统向网络化、集成化、分布化、节点智
随着自动化技术迅猛发展,人们的工作方式发生了很大改变,以往的人力职业逐渐被自动化系统代替,人在整个系统的地位逐渐从操纵者转向监督者,系统对人的体力要求减低的同时,也对人的脑力和责任心提出了更高的要求。对于诸如电力企业的自动化系统来说,机器的性能与可靠性大大超越了人,系统的弱点主要表现在人的弱点上,一旦人的弱点暴露,整个系统就将面临崩溃的危险。在自动化趋势已经成为科技发展主题的今天,为了维护系统的安
螺杆泵是在油田生产过程中占有重要地位的举升设备,其运动部件少,具有良好的吸入性,可在油气比较大、原油较粘稠、以及含砂井中保持较高的工作效率,同时螺杆泵采油系统具有设
由于SiCp/Al复合材料具有优良的综合物理力学性能,在很多行业领域都体现出较高的应用和发展优势。但由于大量SiC增强颗粒随机分布在Al基体中,使其切削加工表面质量存在很多缺