非均布载荷条件下端帮开采支撑煤柱参数设计方法

TD824; 应用端帮采煤机开采工艺回收端帮滞留煤资源过程中,合理地设计支撑煤柱参数,是端帮开采安全、高效进行的前提.基于尖点突变理论,确立了端帮开采支撑煤柱失稳充要条件;建立了采硐顶板-煤柱力学分析模型,基于弹性地基梁理论,研究了煤柱局部失稳后顶板应力、变形空间演化规律,提出了采硐顶板垮落失稳判据,以此作为非均布载荷条件下支撑煤柱失效判据;研究了不同煤柱留设宽度下顶板极限垮落距与煤柱失稳区段长度变化规律,提出了非均布载荷下支撑煤柱参数设计方法.研究结果表明:煤柱失稳的充要条件为分叉集Δ<0;采硐顶板的失稳判据为最大拉应力σtmax大于抗拉强度σtl;煤柱的失效判据为煤柱失稳区段长度lm...

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Bibliographic Details
Published in煤炭科学技术 Vol. 52; no. 12; pp. 23 - 37
Main Authors 姜聚宇, 张玉龙, 曹兰柱, 王东, 王来贵, 李广贺, 侯成恒
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 辽宁工程技术大学矿业学院,辽宁 阜新 123000%辽宁工程技术大学力学与工程学院,辽宁 阜新 123000%中煤科工集团沈阳研究院有限公司,辽宁抚顺 113122 01.12.2024
煤矿安全技术国家重点实验室,辽宁抚顺 113122
Subjects
参数设计
coal pillar instability
煤柱失稳
highwall mining
coal pillar
coal pillar failure
煤柱失效
端帮开采
支撑煤柱
non-uniform loading
parameter design
非均布载荷
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ISSN0253-2336
DOI10.12438/cst.2023-1569

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Summary:TD824; 应用端帮采煤机开采工艺回收端帮滞留煤资源过程中,合理地设计支撑煤柱参数,是端帮开采安全、高效进行的前提.基于尖点突变理论,确立了端帮开采支撑煤柱失稳充要条件;建立了采硐顶板-煤柱力学分析模型,基于弹性地基梁理论,研究了煤柱局部失稳后顶板应力、变形空间演化规律,提出了采硐顶板垮落失稳判据,以此作为非均布载荷条件下支撑煤柱失效判据;研究了不同煤柱留设宽度下顶板极限垮落距与煤柱失稳区段长度变化规律,提出了非均布载荷下支撑煤柱参数设计方法.研究结果表明:煤柱失稳的充要条件为分叉集Δ<0;采硐顶板的失稳判据为最大拉应力σtmax大于抗拉强度σtl;煤柱的失效判据为煤柱失稳区段长度lmax大于采硐顶板极限垮落距l2max;设计了山西某露天煤矿端帮开采煤柱宽度最终为3.0 m.
ISSN:0253-2336
DOI:10.12438/cst.2023-1569