综采工作面基本顶厚跨比对其初次断裂失稳影响规律
赵毅鑫1
王新中2
周金龙2
李全生3
张村1
1.中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室,北京100083;中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京1000832.中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京,1000833.煤炭开采水资源保护利用国家重点实验室,北京102209;国家能源集团有限责任公司,北京100011
摘要：综采工作面基本顶初次断裂失稳机理对工作面支架选型及采场围岩稳定性控制至关重要.通过建立顶板力学模型分析得出:综采工作面基本顶初次断裂前,基本顶厚跨比从初始状态减小趋近极限状态时,其内部最大主应力σ1与最大剪应力τmax均逐渐增加;当厚跨比接近0.2时,σ1与τmax均出现陡增,但σ1增加速率大于τ max,易在基本顶两端顶部发生断裂,且基本顶初次断裂时极限厚跨比n1一般大于0.2.在不发生滑落失稳条件下,基本顶极限厚跨比n1随回转角θ的增大近似呈线性增加;证明了基本顶铰接结构回转初期(θ为0°～3°)易发生滑落失稳.在仅考虑厚跨比影响的条件下,基本顶铰接结构发生回转失稳的临界条件为极限厚跨比n1=0.624.然而,当n1＜0.624时,回转极限平衡角大于岩块回转平衡角所允许的最小值时,亦会造成铰接结构回转失稳.同时,在考虑支架弹性变形的基础上,建立了基本顶铰接结构滑落失稳对工作面支架动载系数计算方法,当直接顸与基本顶离层量△h为0时,动载系数Fsd取最小值;△h不为0时,Fsd随△h增加而增大,但随直接顶与支架刚度之比、直接顶自重与基本顶传递载荷之比增加而减少.最后,通过对不同综采工作面初次来压时支架工作阻力与动载系数进行计算,验证了理论分析的有效性.
关键词：综采工作面基本顶厚跨比初次断裂结构失稳冲击动载
分类号：TD323(矿山压力与支护)
资助基金：国家重点研发计划(2016YFC0801401)国家自然科学基金(51874312)
论文发表日期：2019-01-01
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）
页数：11( 94-104 )
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