顶板断裂瞬间煤体稳定性的动力学分析及数值模拟
祝捷1
张敏2
唐俊2
王曌华2
谈晓钟3
1.中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京1000832.中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京1000833.中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京100083
摘要：为了研究顶板突然性断裂诱发煤层失稳的致灾条件,本文采用动力学方法分析了顶板断裂瞬间煤岩系统的受力状态和力学响应.首先推导了顶板断裂时惯性力、惯性力矩的计算公式,进而得到顶板断裂瞬时转动加速度与惯性力、惯性力矩的关系,利用数值模拟计算了顶板断裂前后以及不同转动角加速度条件下的煤岩体应力、变形和两帮位移.计算结果显示:当顶板断裂瞬时转动角加速度较小,即顶板断裂释放能量较小时,工作面煤壁两帮移近量随顶板瞬时转动角加速度的增大而增大;当顶板断裂瞬间转动加速度达到某临界值时,煤岩系统出现失稳分支点,具体体现为工作面处煤体的应力基本不变,煤壁顶部竖向下沉激增,煤岩系统的平衡须依靠煤壁回缩方可维持.因此顶板断裂可以诱发煤岩体系统的失稳,但并非失稳的充分条件.
关键词：煤体稳定性顶板断裂动力学分析分岔失稳
分类号：TD315(矿山压力与支护)
论文发表日期：2014-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
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