采矿与安全工程学报 ›› 2022, Vol. 39 ›› Issue (2): 248-254.doi: 10.13545 /j.cnki.jmse.2020.0490

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急倾斜煤层走向长壁工作面底板破坏机理及稳定控制

  

  1. 1.中国矿业大学矿业工程学院, 江苏    徐州    221116; 2.重庆市能源投资集团科技有限公司重庆能源, 重庆    401121; 3.中国矿业大学机电工程学院, 江苏    徐州    221116
  • 出版日期:2021-03-15 发布日期:2022-04-14
  • 通讯作者: 屠洪盛 E-maiI: 13852086048@163.com TeI: 13852086048
  • 作者简介:屠洪盛( 1985— ) 男 江苏省泰州市人 博士 从事复杂难采煤层开采方法与围岩稳定控制方面的研究。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目( 52004270);中国博士后科学基金面上项目( 2019M652020);中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家

    重点实验室自主研究课题项目 ( SKLCRSM18X003)


Failure mechanism and  stable control of floor in  long  wall mining face along  strike with  steep  coal seam

  • Online:2021-03-15 Published:2022-04-14

摘要:

 随着倾角的增加,急倾斜煤层工作面底板也将发生破坏失稳,针对这一现状,在分析急倾斜煤层底板上端和下端受力特征的基础上,建立了急倾斜工作面底板下端为固支边界条件和上端为简支可滑动约束条件的力学模型,结合底板不同分段微元体受力状态,研究了底板朵柱模型的二元四阶受力变形微分方程,利用基于能量原理的瑞利-里兹法解析了底板朵柱的挠度变形方程,给出了依据最大拉破坏准则的底板最大破坏深度的表达公式,得到了工作面长度与煤层倾角呈非线性反比关系,底板破坏深度与工作面长度呈线性正比关系、与煤层倾角呈非线性正比关系,分析了底板破断结构两种旋转方式和挤压抬高咬合结构的平衡方程及稳定条件,提出了通过缩短工作面长度、伪斜布置方式降低工作面视倾角来提高底板的稳定性。  最后,以逢春煤矿 N2821 急倾斜工作面实际赋存和开采参数为例,确定其最大的破坏深度在 1.5 m左右,工作面开采过程中底板不会发生破断。

关键词:  , 急倾针煤层 , 底板 , 朵柱理论 , 稳定控制

中图分类号: