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题名基于弹性地基梁理论的端面顶板稳定性分析
被引量:2
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作者
李鹤鹤
冀宇鑫
宋高峰
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机构
北方工业大学土木工程学院
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2022年第30期13234-13241,共8页
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基金
国家自然科学基金(52004010)
北京市自然科学基金(2204080)
北京市教委科技计划一般项目(KM202010009001)。
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文摘
端面冒顶一直是影响工作面安全高效开采的一大技术难题。采用弹性地基梁理论建立了端面顶板挠度微分方程,并运用PHASE 2D有限元软件建立了端面顶板稳定性数值模型,获得了煤层埋深、支架刚度、煤体刚度等因素对充填开采工作面端面顶板稳定性的影响。研究结果表明:采深越大或液压支架刚度越小,端面顶板下沉越明显;煤层地基系数或顶板弹性模量增大时,端面顶板下沉有所减小,但影响较为有限;从可行性考虑,提高液压支架刚度,可以有效控制工作面顶板变形,降低端面冒顶及煤壁片帮的风险。煤层埋深从200 m增加至250、300 m时,工作面前方塑性区宽度及支承压力显著增大,直接顶最大下沉量分别为61、78、96 mm。煤层弹性模量从2500 MPa增大至3500、4500 MPa时,工作面前方支承压力峰值略微增大,工作面前方煤体塑性区宽度也略微增大;直接顶下沉量略微减小。现场观测表明,充填开采条件下支架阻力较小,工作面区域矿压显现不明显,顶板下沉得到有效控制。
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关键词
弹性地基梁理论
端面顶板
充填开采
数值模拟
支承压力
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Keywords
beam theory of elastic foundation
tip-to-face roof
backfilll mining
numerical modeling
abutment pressure
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分类号
TD323
[矿业工程—矿井建设]
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