弹性基础边界基本顶板结构周期破断与全区域反弹时空关系

弹性基础边界基本顶板结构周期破断与全区域反弹时空关系

论文摘要

为了提出预警基本顶大面积周期来压灾害的方法,采用理论计算、相似模拟与工程实践相结合的方法研究基本顶板结构周期破断与全区域反弹压缩场的时空关系并得到如下结论:(1)基本顶板结构深入煤体周期破断时,断裂线外围依次产生"Ⅰ级半椭圆反弹区"→"C形压缩区"→"Ⅱ级C形反弹区"→"C形压缩区"。(2)断裂线前侧的Ⅰ级反弹区中部反弹量最大,断裂线端部为压缩区;Ⅱ级反弹区内外边界线的间距基本相等,且反弹量先增大后减小。(3)一次破断形成的反弹压缩区形态与分次破断形成的不同。(4)基本顶的破断程度越大反弹量越大,但基本不改变反弹压缩区的分布形态。Ⅱ级反弹区"包围"整个"悬顶区",所以在邻侧巷道及两巷区可监测基本顶深入煤体周期断裂产生的反弹压缩信息。采用特制高精度位移传感器相似模拟试验和工程实践验证了结论的正确性。形成了预警基本顶大面积周期来压灾害的"1同时、2滞后、2区域、2指标及2控制"的方法体系。

论文目录

  • 1 引言
  • 2 基本顶周期破断实体煤区边界条件
  • 3 弹性基础边界基本顶板结构破断扰动力学模型建立
  •   3.1 力学模型
  •     3.1.1 各区域基本顶板结构方程
  •     3.1.2 基本顶断裂线力学方程
  •   3.2 边界条件
  •     3.2.1 外边界条件
  •     3.2.2 采空侧边界条件
  •     3.2.3 模型连续条件
  • 4 基本顶板结构破断扰动模型解算
  •   4.1 开采区与实体煤区差分方程
  •   4.2 外边界条件方程的差分化
  •   4.3 断裂线力学特征方程差分化
  •   4.4 采空侧边界方程的差分方程
  •   4.5 断裂准则及断裂位置确定方法与解算过程
  • 5 弹性基础边界基本顶板结构破断扰动规律分析
  •   5.1 基本顶板结构破断扰动分区及量化特征
  •     5.1.1 周期破断反弹压缩场的全区域分布特征
  •     5.1.2 特征区域的反弹压缩场量化分析
  •   5.2 周期破断反弹压缩场的破断长度效应
  •   5.3 周期破断反弹压缩场的破断过程效应
  •   5.4 周期破断反弹压缩场的破断程度效应
  •   5.5 周期破断及显著来压与反弹压缩场之间的时空关系
  •   5.6 周期破断反弹压缩信息的监测原理、区域、指标与方法体系
  • 6 相似模拟试验
  •   6.1 试验方案
  •   6.2 试验结果分析
  • 7 工程实例
  • 8 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 陈冬冬,何富连,谢生荣,曾俊超

    关键词: 采矿工程,基本顶,弹性基础,反弹压缩,周期破断,弹性薄板

    来源: 岩石力学与工程学报 2019年06期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

    专业: 矿业工程

    单位: 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院

    基金: 国家自然科学基金资助项目(51574243),中国博士后科学基金资助项目(2019M650895),中国矿业大学(北京)越崎杰出学者奖励计划资助(800015Z1138)~~

    分类号: TD327.2

    DOI: 10.13722/j.cnki.jrme.2018.0923

    页码: 1172-1187

    总页数: 16

    文件大小: 1207K

    下载量: 223

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