小说为长壁开采法小组的脸经过废弃的公路平行

文摘

采矿行为在长壁板的过程中所面临的生活压力通过并行废弃的道路(PARs)是不同于普通的长壁板的脸。很容易引发事故的屋顶下降,煤壁剥落和挤压事故的盾牌。为了减少矿压事故的发生,确保安全开采,一个名为“swing-inclined”的新采矿方法提出了采矿方法和采用的E13103 Cuijiazhai煤矿。基于长壁板的过程经过帕尔斯,大跨度和multisupport围岩结构的屋顶模型成立。盾的最大支持容量计算结合稳定性之间的关系“roof-shield-PAR——煤壁(SP)类似的支柱。“它提供了确定合理的基础支持盾的能力。此外,影响因素的敏感性分析的最大支持能力保护利用Matlab软件进行。灵敏度分析结果表明,不同的因素有不同的影响盾的支持能力。,经过帕尔斯的过程可以分为三个阶段,根据盾的关系支持能力和SP的宽度。在不同的阶段,盾的变化程度的支持能力是不同的。盾的支持能力主要受悬挂距离主要的屋顶和之间的水平距离的支持点煤壁和顶板的破坏位置。通过现场测量,灵敏度分析结果验证。

1。介绍

在中国,由于疾病和边界小煤矿开采,许多错综复杂的废弃的道路(ARs)在煤层(左1- - - - - -5]。会发生很大危险的安全性和效率当长壁开采面板的脸通过农业研究所。因此,控制顶板岩层的长壁开采面板的脸是一个关键的问题通过ARs由于ARs的存在(6- - - - - -10]。然而,控制顶板岩层之间的关系有关的盾牌和屋顶面板的脸。同时,屋顶层控制面板面对安全开采起着重要的作用。屋顶层控制ARs的宽度有关,ARs的崩落空间,ARs与面板之间的角度的脸。当废弃巷道和面板之间的角度为0°,废弃的巷道(AR)被命名为平行废弃巷道(PAR)。屋顶很容易切断在面板的盾牌面前当AR平行于面板的脸因为屋顶的跨度太大。,破碎事故的盾板脸更容易发生。

近年来,许多学者建立了顶板岩层的破坏模型在长壁开采面板的脸和研究之间的关系盾牌和屋顶层在长壁开采面板的脸(11- - - - - -15]。张等人研究了顶板岩层的断裂行为由于ARs的存在和检查屋顶故障特征,力盾,支承压力时,面板和动作特征脸通过农业研究所(16]。刘等人建立了一个机械破坏模型的主要屋顶矿业ARs的传递过程。提出了三个因素的影响(顶板的破坏位置17]。刘等人研究了先进的预裂的主要机制屋顶使用物理模拟,这是有用的,以防止发生先进的断裂在面板的脸18]。杜新技术提出了一种命名为“等待压力和stop-mining”前面板通过AR和确定关键技术的相关参数(Halagou煤矿19]。谢等人分析了“盾牌和围岩控制的技术难题,通过基于“增大化现实”技术的完全机械化面板的脸,提出了一种新的综合控制技术。同时,屋顶的结构模型主要在通过建立了基于“增大化现实”技术和关键阻力得到长键块下盾(20.]。许等人发现AR的屋顶的稳定机制主要通过建立力学模型,分析了主要原因破碎事故盾(21]。

总之,大多数研究在经过长壁开采的ARs面板的脸只有更注重增加盾的支持能力,确保安全开采,而不是考虑到shield-roof盾牌和屋顶之间的关系22,23),这也意味着shield-roof关系将被忽略。因此,如何增加保护合理的值得研究的支持能力,确保长壁板脸安全地穿过帕尔斯(24]。

在本文中,一种新的采矿方法命名为“swing-inclined”采矿方法通过帕尔斯提出了确保安全开采。同时,shield-roof关系条件下,研究了采用新采矿方法通过帕尔斯。盾的合理支持能力计算通过建立大跨度和multisupport mass-structure-model屋顶时,面板的脸经过帕尔斯。此外,使用Matlab软件进行影响因素的敏感性分析的支持能力盾牌当长壁板脸经过帕尔斯。此外,介绍了一些可行的方法来减少并确定盾的支持能力。最后,灵敏度分析的结论验证了现场测量。

2。案例研究

的平均埋深煤层E13103面板的Cuijiazhai煤矿大约是337。平均厚度和平均倾角4.24和7°,分别。的屋顶和地板E13103面板包括沙泥岩、粘土岩和石灰岩。

如图1在两个相邻,有许多交错ARs面板。根据农业研究所之间的角度和面板的脸,ARs分为3形式,斜ARs(浆),垂直农业研究所(VAR),并行ARs (PAR) [25- - - - - -27]。当小组面对发掘桨和增值,对矿业几乎没有影响。所以,一些特殊的方法来防止屋顶和煤壁剥落。

然而,有四个部分在E13103面板和E13105面板2 ~ 4米宽度和2 ~ 3米高度。原来的宽度和高度是3.5米和4米,分别,这意味着这四个部分都是沿煤层顶板出土。此外,所有的部分都是由木头床,如图2(一个)。,一些部分严重畸形的宽度和高度不超过2米,甚至消失了。当小组面对穿过帕尔斯,有很多影响矿业的屋顶下降,破碎事故盾牌,如图2 (b)。原因是联系空间大,甚至完全联系在整个开采过程28]。这使小组面临停滞了近20天。

3所示。新的采矿方法

当小组面对穿过帕尔斯,许多严重的损坏形式出现,因为受损面积大。同时,损坏形式很难处理。面板的脸经过帕尔斯的过程相当于挖掘PARs和面板之间的支柱的脸。根据[13],支柱PAR和面板的脸被视为一个“类似的支柱”(SP),这也意味着委员会面临的过程通过PARs相当于SP(恢复的过程29日,30.]。当小组面对穿过帕尔斯,SP的宽度逐渐减少到0 m和SP的强度也降低。换句话说,当SP上的负载达到强度极限,SP成为产量柱弹性状态到塑性状态。因为暴露面积相当大,很容易导致屋顶落在面板的脸。因此,一种新的采矿方法命名为“swing-inclined”提出。新的采矿方法可以减少暴露面积和防止刮板输送机上下跳动条件下的高度headgate远远高于后挡板。“swing-inclined”开采法是一个向前挥拍的过程挖掘。首先,剪切结束前面板的脸前面板通过帕尔斯。然后,剪切是前面板的脸当小组面对穿过帕尔斯。

“swing-inclined”采矿方法防止不稳定的刮板输送机面板的脸。“swing-inclined”采矿方法的程序如下:(1)剪切结束开始倾斜的距离30米的标准。剪的头,最后和刮刀都保持前进。这时,结束的剪切比头1 ~ 2更多的削减,如图3(一个)。(2)当剪切结束6米更先进的比剪的头,剪年底增加了刮刀,以满足斜板的长度的脸,红刮刀如图3 (b)。然后,他们继续前进。(3)当剪的头9米更先进的比剪切,剪切机的刮刀,粉色刮刀的图所示3 (c)。这个时候,面板的脸经过与面板之间的4 ~ 5°角的脸和标准。(4)通过PAR,脸开始正确的初始状态,如图3 (d)。

4所示。计算支持盾的能力

shield-roof关系的基础是地面控制采场和验证基础顶板稳定性的影响和支持设计(31日]。E13103面板,shield-roof关系变得更加复杂,由于帕尔斯的存在。因此,有必要研究之间的稳定关系“roof-shield-PAR-SP-coal墙”当小组面对穿过帕尔斯。

根据实际情况在E13103面板中,当面板的脸和之间的距离超过13米,SP稳定和具有强大的支撑能力。然而,当煤柱的宽度随面板的进步的脸,SP的变化从一个弹性状态到塑性状态。SP是不稳定和承载能力也降低。同时,有必要采取一些有效的措施来改善屋顶的支持能力。所以,关键的SP 13米的宽度。当面板的脸和标准之间的距离小于13米,SP在塑性状态,失去稳定。10米的距离时,垂直压力是最大的柱子上。当距离小于10米,SP逐渐失去稳定。屋顶的压力转移到煤壁之间的位置和支持。,有必要做好防止屋顶下降和煤壁剥落的脸。

从上面的讨论,关键SP 13米的宽度。当面板的脸和之间的距离超过13米,这段时间权重的主要屋顶并不影响PAR的存在。因此,通过的过程与面板之间的距离13米的脸和标准定义。

从图4突然,屋顶的悬臂长度主要增加因为SP的强度随失去稳定。,煤壁支承压力的增加,由于断裂位置的存在标准。主要的屋顶移到了另一边的标准。所以,主屋顶形式的破坏是一个大跨度和multisupport mass-structure-model,如图4(一)。它包括大跨度岩石块B在SP和PAR.支持的煤壁,面板的盾牌的脸,煤的残余强度,和铰接岩石的块c . SP的强度降低为0,盾牌的负载是最大的支持。破坏结构的主要受力分析的屋顶如图4 (b)。如果不考虑岩石块的偏转,顶板的破坏结构如图4 (c)。

块B是破裂点D根据加权函数结构力的时期。周围的时刻点的总和D是块0 B,如图4 (c): 在哪里F_T盾的支持力量阻止B, kN,l_B块的长度是B,米,l₂之间的水平距离的支持点煤壁和断裂位置的屋顶,米,l_e是一样的宽度,米,l_米SP的宽度,米,lx是主要的屋顶,挂的距离米,l₁支持点之间的水平距离保护和顶板的破坏位置,米,l₃之间的水平距离中心支持的SP和断裂位置的主要屋顶,米,F_米SP的支持力量阻止B, kN,P_米剩余的SP, kN,直接顶的重量,kN,F_N煤壁的支持力量阻止B, kN,块的重量是B, kN,问_B是块B上的均布荷载,kN。

为了确保稳定的块B,前提是垂直切变的总和小于相邻块之间的摩擦,也就是说,

盾的最大支持能力(P_T)从公式(2)和(6),它是 在哪里直接顶的严重性,kN / m,l_年代直接顶的平均距离过剩高于盾,米,γ_即时通讯直接顶的密度,米,h_即时通讯是直接顶板的厚度,米,谭φ摩擦系数,也叫f,α块的旋转角是C,°。

根据现场工程的调查,= 34.5 kPa,问_B= 34.5 kPa,α= 5°,φ= 30°。基于不同长度之间的定量关系和动态变化的特点,一些主要的长度是决定在每个每个关系的敏感性分析。

5。敏感性分析和讨论

5.1。挂的距离主要屋顶(l_X)

图5显示了盾牌的支持能力之间的关系(P_T主要的屋顶(的距离)和挂l_X)当l₂= 3 m,l_米= 5 m,l_e= 3 m。如图5盾的支持能力的降低,然后增加l_X增加。当悬挂距离主要的屋顶是0 m,也就是说,断裂位置是顶部的盾牌,支持保护能力是最大的价值。原因在于打破压缩块B和C块的重力的影响叠加在这个位置。当屋顶悬挂距离主要的4 ~ 5米,支持保护能力最低的价值。因为C的长度和重量块盾牌随主屋顶悬挂的增加而减小。同时,水平挤压块C和块B之间的压力,导致加载块C支持保护能力下降。所以,盾牌的支持能力迅速下降。之后,盾增加的支持能力,因为块B是进入大跨度梁悬挂距离的增加主要的屋顶和块的重量B应用于盾牌。

5.2。SP的宽度(l_米)

图6显示了盾牌的支持能力之间的关系(P_T)和SP的宽度(l_米)当l₂= 3 m,l_X= 15米l_e= 3 m。当SP的宽度超过13米,也就是说,面板的脸和之间的距离超过13米,主要的断裂位置屋顶是不会受到一样的存在,所以它被定义为通过PAR在13米的过程。

如图6表明,通过PAR的过程可以分为三个阶段:(1)阶段我(l_米= 13 ~ 10 m):在此阶段,盾的支持能力随SP的宽度减小而减小。SP进入塑性状态,逐步的收益率。与SP的宽度减少,盾牌的支持能力也下降,但SP的垂直应力增加。SP是10米的宽度时,屋顶的断裂长度主要是30 m。盾在应力松弛区和SP在应力集中区域主要的屋檐下。所以,SP的垂直应力达到最大值。缝,SP的负载是最大和盾牌的支持能力最低。(2)第二阶段(l_米= 10 ~ 6 m:在这个阶段,盾的支持能力SP宽度的增加而减少。SP的承载力降低,SP残余强度。当SP的宽度是6米,SP的残余强度,甚至失去支持能力有限。盾的支持能力也得到了峰值。盾牌是远离一点D(如图4 (c)),没有残余应力和SP完全塑料。(3)第三阶段(l_米= 6 ~ 0米):在此阶段,越来越多的煤矸石堆积在采空区。所以,煤矸石的支持主要的屋顶增加。盾的支持能力,减少与SP的减少宽度。

5.3。标准的宽度(l_e)

图7显示了盾牌的支持能力之间的关系(P_T)和PAR的宽度(l_e)和不同宽度的SP (l_米)在不同阶段l₂= 3 m和l_X= 15米。

从图7盾线性增长的支持能力不相上下的宽度增加在不同的阶段。然而,增加率在不同阶段是不同的。在第三阶段我和通过PAR, PAR的宽度有很大影响盾的支持能力。然而,标准的宽度不影响支持阶段II盾的能力。增加率阶段我比II期和III是大。

在舞台上,我的最大支持盾的容量是6500 kN当SP的宽度(l_米)是13 m和PAR的宽度是5米。然而,结合工程实践l_米= 13 m和l_e= 2米,盾的最大支持容量是6000 kN。同样,盾是7000 kN的最大支持能力和7700 kN在第二阶段(l_米= 7米,l_e= 5 m)和第三阶段(l_米= 6米,l_e分别= 5米)。,并结合工程实践l_e= 2米,盾是6100 kN的最大支持能力和6700 kN,分别。

5.4。之间的水平距离的支持点煤壁和顶板的破坏位置(l₂)

图8显示了盾牌的支持能力之间的关系(P_T)和之间的水平距离的支持点煤壁和顶板的破坏位置(l₂)当l_米m = 5,l_X= 15米l_e= 3 m。盾增加的支持能力之间的水平距离的支持点煤壁和顶板的破坏位置增加。SP是完全处于塑性状态而不支持力量,和煤壁也处于塑性状态。然而,保护更大的支持能力,因为煤壁的时刻点D(如图4 (c))是小型和盾牌的时刻点D(如图4 (c))大。

6。讨论

根据敏感性分析结果,屋顶挂着距离的主要应该是5米为了让盾牌的支持能力尽可能小。通过控制悬挂距离主要的屋顶,长壁板脸的事故经过部分减少,确保正常、安全、高效开采。此外,通过部分的长壁开采的过程可以分成三个阶段,SP的宽度,因此盾的最大支持能力应该少于7000 kN。同时,煤炭的支持点之间的水平距离墙和顶板的破坏位置(l₂)也会影响保护的支持能力。这是更好的减少l₂。因此,选择合理的支持能力保护的关键是控制的断裂长度主要屋顶。目前,有效控制方法包括顶板断裂长度的缓解压力打超前钻眼,水力压裂前,深preblasting [32- - - - - -34]。通过使用上面的控制方法,矿山压力的行为也将有效的控制,这也意味着盾破碎事故将减少,屏蔽不需要的支持能力增加。

7所示。现场测量

为了调查研究结果的灵敏度分析,盾是统计分析的支持能力当面板的脸经过前三个PARs Cuijiazhai E13103面板的煤矿。15号盾的支持能力如表所示1和图9。如表所示1,15号盾的支持能力降低,然后增加,随SP的宽度减小而减小。,现场监测的结果是相似的的一部分5。2,经过帕尔斯的过程可以分为三个阶段。的变化趋势也类似于数值,如图6。

如表所示1,当帕尔斯的距离和面对是8 ~ 11米,盾的价值的支持能力处于较低水平,这意味着小组面临的阶段我穿过帕尔斯的过程。当帕尔斯的距离和面对是3 ~ 6米,盾的支持能力处于峰值,这意味着小组面临的II期经过帕尔斯的过程。当帕尔斯的距离和面对小于3米,盾的支持能力降低的价值直到PARs暴露,这意味着第三阶段的脸经过帕尔斯的过程。

此外,盾牌的支持能力处于低水平时,“swing-inclined”采矿方法采用长壁板脸经过帕尔斯。它有利于减少屋顶的意外下降,煤壁剥落和挤压事故的盾牌。它有助于通过PARs长壁板的脸。

8。结论

过程的基础上经过PARs Cuijiazhai E13103面板的煤矿、新方法命名为“swing-inclined”提出了采矿方法。“swing-inclined”采矿方法的过程。进行理论分析研究shield-roof的关系,以及影响因素的敏感性分析的支持能力的盾牌也进行了研究。可以得出以下结论。

通过建立大跨度和multisupport mass-structure-model屋顶面板的脸经过帕尔斯时,盾的支持能力的计算公式,根据“roof-support-PAR-SP-coal墙之间的稳定关系。”,支持能力的影响因素对距离的盾牌也获得,包括悬挂距离主要的屋顶(l_X)、PAR的宽度(l_e)、SP的宽度(l_米),并且支持点煤壁之间的水平距离和顶板的破坏位置(l₂)。

影响因素的敏感性分析的支持保护由Matlab软件执行的能力。盾的支持能力降低,然后增加悬挂距离主要的屋顶(l_X)增加。根据盾的支持能力之间的关系(P_T)和SP的宽度(l_米),通过帕尔斯的过程可以分为三个阶段。,在不同阶段,盾牌的支持能力的变化是不同的。在第三阶段我和阶段,盾的支持能力(P_T)随SP的宽度(l_米)降低。然而,在第二阶段中,盾的支持能力(P_T)增加与SP的宽度(l_米)降低。盾的支持能力(P_T)所有线性增长相当的宽度(l_e)增加。然而,盾牌的增加率的支持能力在不同阶段是不同的。盾的支持能力(P_T)增加之间的水平距离的支持点煤壁和顶板的破坏位置(l₂)增加。因此,有必要采用一些有效的方法来控制矿山压力的行为。因此,盾的支持能力时可以合理地确定长壁板脸经过帕尔斯。

通过现场测量,盾牌的支持能力的变化过程中经过帕尔斯。根据观测数据,验证,有三个阶段的过程中通过帕尔斯。而且,通过现场测量验证了灵敏度分析。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

所有作者同样起到了推波助澜的作用。

确认

这项研究是由中国国家自然科学基金(没有。52074293),中国(没有国家重点研发项目。2017 yfc060300204),曰气年轻学者项目,CUMTB,曰气项目(没有杰出的学者。800015 z1138)。

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