大采高综采煤壁动静载稳定性及采高的尺度效应研究

TD32; 针对大采高工作面动静荷载引发的片帮冒顶等围岩失稳问题,通过理论分析、数值模拟和实验室试验,对动载作用下大采高工作面煤壁失稳机理及特征进行了研究;建立了PFC2D双轴压缩数值试验模型,将裂隙植于模型内,研究了煤体和煤样在静载作用下的尺度效应规律,认为煤层中天然缺陷的数量、贯通性及其分布规律对尺寸效应有明显影响,试样越大,其强度越低,其变化呈对数曲线变动趋势;进一步采用霍普金森试验研究了煤样动静载条件下的力学特性,得出峰值强度与煤壁稳定性存在较好的一致性关系,一定程度上反映采动影响下细微节理构造和缺陷对煤壁稳定性的影响程度.以阳泉矿区为例,分别将一矿、二矿、五矿和新景矿15号煤样动、静...

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Published in矿业科学学报 Vol. 5; no. 5; pp. 528 - 535
Main Authors 范志忠, 潘黎明
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 100083 01.10.2020
天地科技股份有限公司 开采设计事业部,北京 100013%天地科技股份有限公司 开采设计事业部,北京 100013
Subjects
大采高综采
片帮
煤壁稳定性
割煤高度
动静载作用
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ISSN2096-2193
DOI10.19606/j.cnki.jmst.2020.05.007

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Summary:TD32; 针对大采高工作面动静荷载引发的片帮冒顶等围岩失稳问题,通过理论分析、数值模拟和实验室试验,对动载作用下大采高工作面煤壁失稳机理及特征进行了研究;建立了PFC2D双轴压缩数值试验模型,将裂隙植于模型内,研究了煤体和煤样在静载作用下的尺度效应规律,认为煤层中天然缺陷的数量、贯通性及其分布规律对尺寸效应有明显影响,试样越大,其强度越低,其变化呈对数曲线变动趋势;进一步采用霍普金森试验研究了煤样动静载条件下的力学特性,得出峰值强度与煤壁稳定性存在较好的一致性关系,一定程度上反映采动影响下细微节理构造和缺陷对煤壁稳定性的影响程度.以阳泉矿区为例,分别将一矿、二矿、五矿和新景矿15号煤样动、静峰值强度与现场实际的煤壁稳定性进行对比,认为煤样动态峰值强度能较好地反映采动应力对煤壁稳定性的影响,为强扰动下科学采高的界定提供了理论依据.
ISSN:2096-2193
DOI:10.19606/j.cnki.jmst.2020.05.007