利用在煤矿使用超长工作面开采长度和大型矿业高度密集的生产已成为重要的高产量和效率高。本文发展一个屋顶结构模型分析的影响,195,242.4,和376工作面长度在王庄煤矿在中国大型矿业高度作为案例研究。屋顶裂缝特征,迁移法,在不同工作面长度和地层行为法律比较和数值模拟研究,并支持选择的可靠性在分析了大采高工作面现场测量数据。结果表明,一个超级大的工作面顶板断裂模式是一个连续的分层断裂。工作面长度的影响不大在屋顶上断裂步长,和断裂步长与岩层的厚度呈正相关。屋顶沉降法对于一个超级大的工作面不同于间歇沉降普通工作面临的单峰高斯分布曲线,显示多个普通工作的间歇沉降的面孔。屋顶周期性加权的一个超级大的工作面,这在100两端波动剧烈,更激烈的比一个普通的工作面。字段统计分析表明,它是更合适的选择高强度支持一个超级大的工作面。
随着世界经济的快速发展,市场对煤炭的需求继续增加,煤矿和highyield效率高是越来越普遍
近年来,研究超级大工作面临的主要集中在中厚煤层。2002年,在澳大利亚长壁工作面临的平均长度是227米,年平均距离是2160米,工作面临的平均产量是282万吨
而延长工作的脸,中国也在研究非常高的工作面临着厚煤层。2005年,申东Shangwan煤矿矿区建立了世界上第一个完全机械化采煤面临延长了大采高工作面300米,平均煤层厚度5.5米(
总之,工作面临300米长度的主要集中在中厚煤层(
本文系统地比较和研究了顶板断裂特征和地层使用现场调查工作面临的行为,理论分析和数值模拟
王庄煤矿3500工作面的位于长治Dongzhang南部村庄,山西省,中国。3号煤层开采的煤层,在35个矿区。平均3500工作面埋深200米,和罢工的长度是1066米。3500工作面位于北部的35号矿区,50米距离3403工作面在东方(2011年开采),三个主要的道路Nanyi在西方,3401工作面和3402工作面和村庄在北方,和3501工作面在南方(从2013年到2014年开采)。这是显示在图
3500工作面使用全面撤退机械化采煤的长壁整层自然崩落采矿方法。三号通过3500工作面煤层开采厚度4.20到5.50米(5.02米)的平均长度和倾角2°4°。煤层顶板主要是由碳质泥岩、泥岩和细砂岩。地板主要由泥岩和细砂岩。表
从open-off削减的工作面,采空区的悬顶长度继续增加。由于矿山压力的作用,每一个屋顶上的岩层会弯曲,消退,而变得扭曲,当岩层达到强度极限时,将裂缝和洞穴( 初始屈服步长是主要的信号测量地层的稳定工作面临的行为。在计算步长屈服之前,有必要计算每个岩层的负载。由于不同厚度和每个地层的岩性,上的负载<我nl我ne-formula>
当<我nl我ne-formula>
表中的数据 超级大的工作面采矿,很难完全定义问题,解决一个平面问题。因此,煤层的屋顶被视为板结构和初始屈服步长和周期屈服的步长计算根据屋顶层板理论( 最大拉应力强度理论是作为坡屋顶裂缝的断裂准则: 屋顶的最大拉伸应力<我nl我ne-formula>
让<我nl我ne-formula>
岛矿业面临的三面采空区,如果削减长度是242.4米,所有矿业面临采空区的三面。根据板的理论分析,初始屈服步长 与两个相邻工作面开采出来,两个相邻两边固定,如果削减长度是195米和376米,两个相邻的采矿工作面采空区,和其他人都是未开发的固体煤。根据板的理论分析,初始屈服步长 当工作面长度的3号煤层为242.4 m,方程( 根据计算结果表 屋顶屈服模式3500工作面采空区的连续分层崩落。当工作面开始推进的削减,第一层的碳质泥岩洞穴第一,屈服的高度为0.3米。当工作面不断进步18.4米,第二泥岩层洞穴,冒顶的高度1.7米。进步到41.9米,屋顶覆盖着细砂岩、泥岩的支离破碎。屋顶的裂缝高度是7.3米。在那之后,工作面推进三周期;时,工作面进步到45米,第五层的细砂岩破碎,和上覆泥岩、细砂岩、泥质砂岩和随之破碎,屋顶的裂缝高度超过31米
数值模拟,3 dec是用来比较和分析变形特征、运动法,和压力变化规律的屋顶在推进的过程中对工作面长度195米和376米的
三维模型的建立。假设模型中各个地层的倾角是0,厚度均匀,建立三维计算模型在研究范围内根据物理力学参数表
随着工作面继续进步,屋顶的变形特点和迁移规律在不同推进距离进行比较和分析,如图 云图的屋顶层位移时推进到30 m(单位:米):(a)的195工作面推进方向,(b)的376工作面推进方向,(c)纵切的195工作面,和(d)纵切的376工作面。
云图的屋顶层位移时推进到32.5 m(单位:米):(a)的195工作面推进方向,(b)的376工作面推进方向,(c)纵切的195工作面,和(d)纵切的376工作面。
云图的屋顶层位移时推进到35米(单位:米):(a)的195工作面推进方向,(b)的376工作面推进方向,(c)纵切的195工作面,和(d)纵切的376工作面。
云图的屋顶层位移时推进到37.5 m(单位:米):(a)的195工作面推进方向,(b)的376工作面推进方向,(c)纵切的195工作面,和(d)纵切的376工作面。
云图的屋顶层位移时推进到40 m(单位:米):(a)的195工作面推进方向,(b)的376工作面推进方向,(c)纵切的195工作面,和(d)纵切的376工作面。
云图的屋顶层位移时推进到45 m(单位:米):(a)的195工作面推进方向,(b)的376工作面推进方向,(c)纵切的195工作面,和(d)纵切的376工作面。
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通过以上分析,可以得出的结论是,195工作面顶板位移的高斯分布曲线的沉降规律,而376工作面显示间歇性的屋顶塌陷。此外,它可以推断出,屋顶塌陷的超级大工作面工作的几种常见的总沉降的面孔。
周期强度加权法的比较和分析两种工作面临数据所示 权重法195工作面。
图
图 权重法376工作面。
比较数据
在王庄煤矿3500工作面监测和实时计算,液压支架的支撑强度和不同工作面长度进行比较和分析。通过理论和数值计算和分析,ZY10000/26/55D两列选择盾构液压支架3500工作面液压支架。表 统计结果工作面临的液压支架工作阻力。
工作面长度(米)
支持强度(kPa)
工作阻力的支持(kN)
195年
880.2
8518.1
242.4
921.4
9136.8
376年
991.2
9621.4
现场测量结果表明,测量工作阻力的支持195米和242.2米的脸是在额定工作阻力范围内工作。在376工作面现场测量超过额定工作阻力统计周期的2.76%,其中最大工作阻力是10049 kN, 10098 kN两次。ZY10000/26/55D液压支架能满足工作的超级大的支持需求的面孔。
采空区顶板崩落的超级大3500工作面发生连续分层崩落,屋顶裂缝高度超过31米
与工作面长度的增加,屈服的步长屋顶层基本上是不变的。工作面长度在195米至376米的范围在屋顶上加权长度的影响不大。通过比较长度不同的岩层崩落的步骤,它可以推断出屈服的步长与岩层的厚度呈正相关
195工作面顶板位移的高斯分布曲线的沉降规律,而376工作面显示间歇性的屋顶塌陷。因此,可以推断,屋顶塌陷的超级大的工作面可以被视为工作的几种常见的总沉降的面孔
周期性加权平均的376工作面,哪个更暴力,大约是80 kPa高于195工作面。376工作面特点是暴力振荡两端和中间一个小范围内波动。权重增加20米之内逐渐结束的195工作面,和中间的工作面显示统一的权重
统计结果的比较和分析领域工作阻力工作面临的195,242.4,和376米长度确认ZY10000/26/55D液压支架可以满足超级大工作面临的需求
使用的数据来支持这个研究的发现可以从相应的作者。
所有作者宣称他们没有利益冲突或财务利益冲突披露。
作者欣然承认金融支持提供由中国国家自然科学基金(批准号51904199),山西省重点研究和发展项目(高科技领域)项目(201903 d121075)、科技成果转化项目的山西高等教育机构(批准号JYT2019015),和年轻科学家山西省自然科学基金(201801 d221328)。