深部矸石充填体黏弹性效应及顶板时效变形特征
黄鹏1
张吉雄1
郭宇鸣1
李猛2
张琪1
1.中国矿业大学矿业工程学院,江苏徐州 221116;中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏徐州 2211162.中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏徐州 221116
摘要：深部充填开采矸石充填体的黏弹性特征对顶板长时变形具有重要影响.采用矸石充填体侧限压缩试验系统测试了矸石充填体的黏弹性,建立了矸石充填体分数阶蠕变模型和分数阶蠕变地基梁模型,给出了分数阶黏弹性地基梁的挠度表达式,结合工程案例分析了顶板时效变形特征,认为深部环境下矸石充填体具有显著黏弹性效应,而顶板会随充填体的蠕变不断产生变形,且其时效变形可采用矸石充填体分数阶黏弹性地基梁模型预测.结果表明:矸石充填体在分级加载下,总蠕变应变随蠕变时间和最大应力的增加而不断增长,应力达到20 MPa时,应变增幅为2.86％;识别了矸石充填体分数阶蠕变模型参数,参数识别精度R2均大于0.99;根据分数阶黏弹性地基梁挠度表达式计算得出顶板10 a蠕变量较1 a蠕变量在采场充填区中心位置增加2.73％;分数阶黏弹性地基梁顶板变形理论值与新巨龙1302N工作面直接顶下沉实测值相对误差为4.29％.
关键词：深部开采煤矸石充填采煤黏弹性分数阶时效变形
分类号：TD32(矿山压力与支护)
资助基金：国家重点研发计划(2018YFC0604704)
论文发表日期：2021-05-30
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：9( 489-497 )
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