国家教育部博士点基金(20040704002)
- 作品数：15 被引量：125H指数：9
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- 相关机构：西安科技大学南华大学西安文理学院更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点基金国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：矿业工程天文地球理学更多>>
- 急斜放顶煤开采顶板卸载拱结构分析被引量：25
- 2007年
- 运用弹性薄板理论对急斜煤层水平分段放顶煤开采基本顶岩层进行拉应力分析,得出了顶板破断的判别准则.依据判别准则实例验证了分段开采后暴露岩板所受荷载只是整个上覆岩层中的一部分,指出上覆层中存在卸载拱结构,正是结构体的存在承担了大部分上覆岩层荷载,直接影响了开采过程的矿压显现.通过对卸载拱影响因素的研究,指出卸载拱是顶板岩层中的一种动态扩展结构,当原有的拱式平衡被打破,拱结构朝顶板侧上移,并达到一种新的平衡态,因此其范围是不断扩展的一个“平衡—失稳—再平衡—再失稳”的动态扩展过程,也是造成工作面矿压显现的原因.
- 邵小平石平五贺桂成
- 关键词：水平分段放顶煤弹性薄板卸载拱结构方差分析
- 急斜煤层综放开采中基本顶的稳定性被引量：1
- 2009年
- 针对受纵横荷载共同作用的斜置矩形板力学模型,充分考虑中面内力对弯曲的影响,确定了相应的荷载势能,运用能量法得到顶板挠度和应力的解析表达式;根据急斜煤层水平分段综放开采的岩层结构形态,应用解析式分析了苇湖梁煤矿顶板挠曲变形规律及其随影响因素的演化途径,给出了水平分段综放开采的关键技术参数,从岩层控制学的角度提出相应的工程技术措施.研究表明:板的挠曲变形及应力与板体材料、结构几何特征及倾角有关,并呈现明显的非线性特征;苇湖梁煤矿急斜煤层综放开采水平分段高度的合理取值范围应在20～30m之间,现场应用取其下限20m是安全适宜的;顶板岩层运移最剧烈的区域在采空区沿走向的中部,应采用上部塌陷区充填的方法减小顶板悬露长度,减缓上覆岩层的运动,进而控制地表沉陷,保护自然生态平衡.图4,参9.
- 张嘉凡
- 关键词：解析解岩层控制
- 急倾斜放顶煤开采顶煤体结构研究被引量：6
- 2006年
- 在现场观测及实验研究基础上,对急倾斜水平分段放顶煤开采过程中顶煤体结构进行了研究。研究表明,支架上方顶煤体中能够形成“拱”结构,该结构的存在将对工作面矿山压力显现产生显著影响。并提出了顶煤体中“跨层拱”结构的力学模型,指出了影响结构特征的相关因素。认为“跨层拱”是顶煤体开采过程中经历平衡—失稳—再平衡—再失稳的上移结构,所在分段煤体中的拱结构受上方采空区煤矸的重压及顶底板的挤压作用,其最终失稳是必然的。
- 邵小平石平五
- 关键词：水平分段放顶煤矿压显现
- 急斜近距煤层联合开采三维数值模拟研究被引量：2
- 2009年
- 为研究急斜近距煤层联合开采中围岩的稳定性,通过三维数值模拟,对碱沟煤矿联合开采的B19和B20煤层采后围岩的应力场和位移场进行了研究。研究结果表明:联合开采时采场围岩顶板方向引起的位移、应力变化要比在底板显著,但并不会引起围岩破坏运动范围的急剧增加,联合开采可成为解决急斜近距煤层开采困难的有效途径。研究为乌鲁木齐矿区赋存的大量急斜近距煤层的有效开采提供了科学依据,同时对其它具有类似开采条件的煤层的开采也具有一定的借鉴意义。
- 张嘉凡邵小平石平五
- 关键词：急斜近距煤层水平分段放顶煤
- 基本顶破断失稳在急斜煤层放顶煤开采中的作用被引量：1
- 2006年
- 为研究急斜煤层水平分段放顶煤开采过程中基本顶破坏活动对工作面的影响,根据急斜煤层基本顶具有倾斜狭长板的特点,运用弹性薄板理论对基本顶岩层进行了拉应力分析,得出了顶板破断的判别准则,建立了基本顶初次破断后形成的“铰接结构”的力学模型。通过分析结构滑落失稳和回转失稳的力学条件,指出危险点是上铰接点。研究表明急斜放顶煤开采围岩结构虽然与缓斜煤层长壁放顶煤不同,基本顶(老顶)和直接顶只是在工作面的一侧,但仍然不能忽视它对工作面矿山压力显现的影响。铰接结构的上铰接点是岩层控制的关键点,这为现场实施充填以防止基本顶失稳的动力作用,提供了理论依据。
- 石平五邵小平
- 关键词：水平分段放顶煤弹性薄板铰接结构
- 急斜近距煤层联合开采覆岩运移规律模拟被引量：19
- 2009年
- 针对乌鲁木齐矿区碱沟煤矿急斜近距煤层分段放顶煤开采过程中,同一开采区段内任一煤层开采将对邻近煤层构成破坏性影响的问题,通过数值和相似模拟的方法,对独立开采和联合开采方式下覆岩运移规律进行了对比研究,探讨了联合开采的科学性.研究表明:联合开采并未引起围岩破坏运动范围的急剧增加,围岩运移破坏范围的增大是有限的,不会造成灾变性危险;联合开采是解决急斜近距较薄厚煤层开采困难的有效途径.研究为碱沟煤矿B19,B20煤层联合开采工业性试验提供了科学依据,对其它具有类似开采条件的煤层也具有一定的借鉴意义.
- 张嘉凡石平五邵小平
- 关键词：急斜近距煤层围岩控制
- 急斜煤层分段放顶煤开采合理段高选择研究被引量：9
- 2009年
- 为确定急斜煤层水平分段综放开采条件下工作面段高的合理取值，将开采后裸露顶板岩层简化为三边固支的矩形薄板，采用薄板破断理论对受横向和纵向载荷作用下的斜置矩形薄岩板进行力学分析．研究表明：岩板走向长度、倾斜长度、岩层倾角、覆岩栽荷及泊松比是影响段高取值的5个主要因素．应以在工作面上方采空区煤矸体沿着顶煤采出后形成的槽形采空区域下移前岩板不发生沿根部折断为极限段高的选择标准．工作面合理段高取值分为3奘：第Ⅰ类煤层倾角45°～55°，取值在29m范围内；第Ⅱ类55°～75°，取值在51m范围内；第Ⅲ类75°～90°，该范围内开采工艺及设备选择对合理段高取值的影响更为重要．
- 邵小平张红祥石平五
- 关键词：水平分段放顶煤采放比
- 急斜煤层初次破断后基本顶稳定性分析被引量：16
- 2009年
- 针对急斜煤层水平分段综放开采的特点，将沿倾向初次破断后的基本顶视为三边固支一边自由，受纵横载荷共同作用的斜置矩形板力学模型．应用Kirchhoff薄板理论，考虑中面内力对弯曲的影响，运用能量法得到了顶板挠度的解析表达式．探讨了基本顶的挠曲变形特征，分析了煤层倾角、水平分段高度和基本项厚度对挠曲变形的影响．研究发现：在急斜煤层岩层控制中，煤层倾角存在介于55～65°之间的临界区域，据此可推断在上覆岩层中是否存在“上三带”（危险性离层带）；通过选取合理的水平分段高度，尽可能满足生产的需求，又可有效地控制顶板的变形；顶板厚度大于4m可作为急斜煤层关键层的几何特征．结合新疆六道湾煤矿的具体开采情况，验证了模型和结论的合理性．
- 张嘉凡石平五张慧梅
- 关键词：急斜煤层基本顶稳定性
- 急斜放顶煤开采围岩破坏规律立体模拟研究被引量：18
- 2006年
- 通过大型组合堆体立体模拟架,对急斜煤层开采过程中围岩及上覆层变形破坏特征进行了模拟研究.研究发现急斜水平分段放顶煤开采围岩破坏主要向顶煤和顶板两个方向发展,顶煤在冒放过程中可能成拱.随着工作面的推进和顶煤的放出,破坏向上发展.煤层开采后形成的沉陷由最初在地表生成的孔洞发展为孔洞间的贯通,形成塌陷坑.随着塌陷坑周边岩体的垮落,最终形成主要沿顶板及走向发展的深槽形塌陷坑.沉陷表现为反复多次沉陷,塌陷坑内垮落体整体呈现为由底板侧朝顶板侧的台阶式下降分布.
- 邵小平石平五
- 关键词：水平分段放顶煤
- 亚急斜煤层采空场覆岩变形破坏数值与相似模拟被引量：15
- 2008年
- 依据煤层倾角及开采后顶板破坏特征及其影响不同,将倾角在45～60°的煤层称为亚急斜煤层,其开采过程中顶板影响相对显著。文中针对乌鲁木齐矿区,通过相似材料与数值模拟试验,对亚急斜水平分段放顶煤开采过程中采空场覆岩变形破坏特征进行了试验研究。研究结果表明:亚急斜煤层开采过程中采空场覆岩变形破坏主要沿煤层法向方向发展;基本顶(老顶)岩层破坏后并没有直接垮落,而是有可能形成一定的结构体——铰接岩块结构;关键层位结构体的回转失稳是造成大范围覆岩剧烈活动的根本原因;岩层结构的存在,特别是关键层位结构体的存在,使得覆岩大范围垮落对工作面的影响程度大大降低了,支架可以保持良好的运转,有助于工作面的安全高效生产。
- 邵小平石平五张嘉凡
- 关键词：水平分段放顶煤
