首頁 > 期刊 > 自然科學與工程技術 > 工程科技I > 礦業工程 > 煤炭學報 > 回采速度對堅硬頂板運動釋放能量的影響機制 【正文】
摘要:堅硬頂板破斷釋放的彈性能是沖擊礦壓的主要能量源之一,針對回采速度對堅硬頂板破斷釋放能量的影響機制,運用理論分析結合現場監測手段,對垮落帶內的頂板懸臂梁結構,建立了基于彈性地基假設的三角增壓載荷懸臂梁模型,推導得到回采速度控制下頂板梁的下沉量、彎矩及彎曲彈性能密度的解析解。對距煤層較近的低位未觸矸破斷式砌體梁結構,建立回采速度影響下的回轉角與破斷步距及破斷釋放能量的解析式,并進行討論得到結論:加快回采速度使頂板懸臂梁的懸臂長度L和峰值應力集中系數a增加,使峰值距煤壁位置x0減小,3者均能造成頂板彎曲變形能增大,釋放彈性能增加,且懸臂長度L和應力集中系數a影響效果更為明顯;高速回采造成采空區充填程度低,促使關鍵塊B的回轉角增大,造成關鍵塊A的破斷步距增大,破斷釋放的能量也大幅增加,甚至促使原本為低位未觸矸破斷的砌體梁結構變為高位懸臂梁結構,其破斷釋放的彈性能更大,大能量礦震產生的動載易疊加高靜載煤體誘發沖擊,同時使超前段頂煤支護失效,造成冒頂事故;通過對關鍵層及圍巖結構的判別,證實了兩種堅硬頂板的破斷模式,且微震監測表明堅硬頂板破斷釋放大能量礦震與回采速度有明顯的正相關性,并得到堅硬頂板條件大采高工作面臨界回采速度為4 m/d,科學指導了胡家河礦的開采強度優化。
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