亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        大采高采場(chǎng)關(guān)鍵層破裂對(duì)垮落帶高度的影響

        2014-10-22 09:34:06曹世魁
        山西煤炭 2014年7期
        關(guān)鍵詞:經(jīng)驗(yàn)值步距巖層

        曹世魁

        (汾西礦業(yè)集團(tuán)公司 曙光煤業(yè),山西 介休 032000)

        1 工程概況

        目前,我國(guó)厚煤層(煤厚≥3.5 m)的儲(chǔ)量占總儲(chǔ)量的45%左右[1],是主采煤層,其開(kāi)采技術(shù)主要有:分層開(kāi)采、放頂煤開(kāi)采、大采高開(kāi)采三種,其中大采高一次采全高綜采成為我國(guó)厚煤層開(kāi)采的主要方向之一[2],尤其是在大同、神東等礦區(qū)得到廣泛應(yīng)用。但是,由于采高較大引起的礦壓顯現(xiàn)強(qiáng)烈、煤壁片幫嚴(yán)重、上覆巖層運(yùn)動(dòng)加重、地表沉陷增大等影響,使得大采高的礦壓?jiǎn)栴}成為研究重點(diǎn)。本文以某煤礦4302厚煤層工作面上覆巖層的“關(guān)鍵層”為重點(diǎn),研究了大采高上覆巖層的破壞范圍。

        2 4302工作面關(guān)鍵層的確定

        關(guān)鍵層是采場(chǎng)上覆巖層中起主要控制作用的巖層,其有厚度大、硬度高、彈性模量大的特征,根據(jù)控制范圍的大小,分為“主關(guān)鍵層”和“亞關(guān)鍵層”;前者是控制煤層上覆直至地表所有巖層的破壞垮落,后者只是對(duì)局部的巖層控制作用。分析對(duì)大采高工作面上覆巖層的“關(guān)鍵層”,對(duì)頂板控制和垮落范圍的確定很重要;因?yàn)橹灰P(guān)鍵層沒(méi)有發(fā)生問(wèn)題,采場(chǎng)頂板就處于穩(wěn)定狀態(tài),垮落帶和斷裂帶高度就不會(huì)太大。

        4302工作面地表標(biāo)高120~129 m,煤層厚4.3 m,可采厚4 m,傾角50°,屬于近水平煤層。據(jù)地質(zhì)鉆孔的探測(cè)資料,其上主要賦存13層煤層,上覆巖層特征(由下至上),如表1所示。

        表1 4302工作面頂板巖性特征及參數(shù)

        根據(jù)關(guān)鍵層的定義,其控制其上一定范圍范圍內(nèi)的巖層移動(dòng)和破壞,它的破壞變形與上覆巖層變形相同步,所以它處于四周固支的狀態(tài),建立關(guān)鍵層的力學(xué)模型,見(jiàn)圖1。

        圖1 關(guān)鍵層破裂前的力學(xué)模型

        圖1中:q為承受上覆巖層的載荷,由于上覆巖層的破裂變形和關(guān)鍵層一致,據(jù)材料力學(xué)知識(shí),所有巖層的曲率都一致,即有:

        式中:Mi和Ei為巖層i所受到的彎矩,N·m和彈性模量,Pa;Ii為巖層i的慣性矩,m4;b為橫截面的寬度,m,t為厚度,m。

        根據(jù)材料力學(xué)組合梁公式[3],得到第i層巖層承載的載荷值為:

        依據(jù)關(guān)鍵層的定義可知,如果第1層為關(guān)鍵層,它的控制范圍可以達(dá)到第n層,那么第n+1層成為下一關(guān)鍵層的判別公式為qn+1<qn。除此之外,還得滿足ln+1>ln,即關(guān)鍵層的斷裂步距必須比其下部巖層的斷裂步距小。

        根據(jù)上面資料,依次計(jì)算出各巖層承受的載荷,并按固支梁的原則計(jì)算出各巖層的斷裂步距并比較(計(jì)算過(guò)程這里省略),最終得出4302工作面的關(guān)鍵層為第10層的中砂巖,承受載荷為745.89 kPa,亞關(guān)鍵層為第4層的細(xì)砂巖和第7層的中砂巖,承受載荷分別為564.5 kPa和435.6 kPa。

        3 關(guān)鍵層的斷裂步距

        依據(jù)上面建立的關(guān)鍵層的板狀模型,計(jì)算其斷裂步距。由于關(guān)鍵層處于四周固支狀態(tài),其撓度表達(dá)式可按彈性力學(xué)知識(shí)求得:

        式中:q為巖層承受載荷,Pa;a為工作面長(zhǎng)度,m;b為推進(jìn)距離,m;D為巖層的抗彎剛度,N·m2。

        一般巖層屬于拉斷裂,計(jì)算其長(zhǎng)邊處的彎矩,將撓度的表達(dá)式帶入,并將長(zhǎng)邊處的應(yīng)力用撓度表示;當(dāng)某點(diǎn)的應(yīng)力大于抗拉強(qiáng)度時(shí),巖層就發(fā)生破裂,即:σmax>[σ]。經(jīng)計(jì)算求得4302工作面的亞關(guān)鍵層4和7的破裂步距為17.3 m和15.2 m,主關(guān)鍵層10的破裂步距為32.5 m。

        4 關(guān)鍵層對(duì)垮落高度的影響

        采場(chǎng)上覆巖層的垮落帶高度,對(duì)采場(chǎng)支架阻力、上覆導(dǎo)水帶是否和采場(chǎng)連通破壞以及地表下沉都有直接的影響,因此研究垮落帶高度很有必要。根據(jù)王志強(qiáng)和趙宏珠的研究[4-5],傳統(tǒng)的垮落帶計(jì)算公式Σh=M/(c-1),沒(méi)有考慮關(guān)鍵層的影響,并不能滿足大采高煤層的垮落帶高度,因此,必須尋求一種新的公式計(jì)算大采高工作面的垮落帶高度。

        本文依據(jù)下列判別準(zhǔn)則來(lái)計(jì)算:

        式中:hi為第 i層關(guān)鍵層的厚度,m;M 為采高,m;ki為第i層關(guān)鍵層及其所控制的上覆巖層的碎脹系數(shù),為1.14~1.32;kj為直接頂?shù)乃槊浵禂?shù),為 1.32~1.55;h 為直接頂?shù)暮穸?,m;li為第i層關(guān)鍵層的懸落巖塊的長(zhǎng)度,m。式(4)中第一個(gè)式子就是當(dāng)?shù)趇層關(guān)鍵層的厚度大于采空區(qū)空間所留設(shè)高度的1.5倍,第二個(gè)式子就是其懸落塊的長(zhǎng)度要大于其厚度的2倍。只有滿足這里兩個(gè)式子,其就形成砌體梁結(jié)構(gòu)而屬于斷裂帶,反之,其斷裂垮落至采空區(qū),從而增加了垮落帶高度。

        可以看出,傳統(tǒng)的計(jì)算公式?jīng)]有考慮關(guān)鍵層的斷裂,一旦關(guān)鍵層發(fā)生斷裂,垮落帶的高度隨著關(guān)鍵層的斷裂而不斷在增加,并不是傳統(tǒng)公式計(jì)算的固定值。因此依據(jù)上述公式計(jì)算,隨著工作面的推進(jìn),垮落帶高度隨之變化。

        經(jīng)過(guò)計(jì)算,當(dāng)工作面從開(kāi)切眼推進(jìn)至15.2 m前,垮落帶高度為5.3 m;當(dāng)工作面推進(jìn)至17.2 m前,第一層亞關(guān)鍵層斷裂造成垮落帶高度增加,高度變?yōu)?1.75 m;當(dāng)推進(jìn)至32.5 m前,第二層亞關(guān)鍵層破裂,高度變?yōu)?0.25 m;當(dāng)再往前推進(jìn)時(shí),主關(guān)鍵層破裂,破裂段高度變?yōu)?9.65 m。

        繪制隨著工作面的推進(jìn),垮落帶高度的變化曲線,見(jiàn)圖2。

        圖2 垮落帶高度隨工作面推進(jìn)距離變化圖

        5 計(jì)算值與經(jīng)驗(yàn)值和理論值的比較

        5.1 計(jì)算值與經(jīng)驗(yàn)公式的比較

        國(guó)內(nèi)專家通過(guò)大量資料[6],得出垮落帶高度H的經(jīng)驗(yàn)公式為:

        式中:d為煤層的厚度,m.帶入煤層厚度4 m可得,垮落帶高度的經(jīng)驗(yàn)值12.78 m,因此當(dāng)推進(jìn)17.2 m時(shí),經(jīng)驗(yàn)值和上述計(jì)算值還較吻合,但繼續(xù)推進(jìn),經(jīng)驗(yàn)值就不適用于垮落帶高度的計(jì)算。

        5.2 計(jì)算值與理論公式的比較

        利用傳統(tǒng)公式Σh=M/(c-1)算得垮落帶高度值為40.4 m,這與上述計(jì)算值結(jié)果相差甚遠(yuǎn),不符合大采高綜采工作面垮落帶高度的計(jì)算。

        6 結(jié)論

        ①利用“關(guān)鍵層”理論算出4302工作面上覆巖層的關(guān)鍵層層位,最終得出4302工作面的關(guān)鍵層為第10層的中砂巖,承受載荷745.89 kPa,亞關(guān)鍵層為第4層的細(xì)砂巖和第7層的中砂巖,承受載荷分別為564.5 kPa和435.6 kPa。②建立關(guān)鍵層的薄板模型算出4302工作面的亞關(guān)鍵層4和7的破裂步距17.3 m和15.2 m,主關(guān)鍵層10的破裂步距32.5 m。③考慮關(guān)鍵層對(duì)垮落帶高度的影響工作面從開(kāi)切眼推進(jìn)至15.2 m前,垮落帶高度為5.3 m;當(dāng)工作面推進(jìn)至17.2 m前,第一層亞關(guān)鍵層斷裂造成垮落帶高度增加,高度變?yōu)?1.75 m;當(dāng)推進(jìn)至32.5 m前,第二層亞關(guān)鍵層破裂,高度變?yōu)?0.25 m;當(dāng)再往前推進(jìn)時(shí),主關(guān)鍵層破裂,垮落段高度變?yōu)?9.65 m。④計(jì)算值與經(jīng)驗(yàn)值和理論值對(duì)比分析得出,經(jīng)驗(yàn)公式在推進(jìn)到17.2 m以后,便不能再使用,理論公式根本不符合大采高工作面垮落帶高度的計(jì)算。

        [1]王家臣,姮仲淑.我國(guó)厚煤層開(kāi)采技術(shù)現(xiàn)狀及需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題[J].中國(guó)科技論文在線.2008,3(11):829-834.

        [2]弓培林,靳鐘銘.大采高采場(chǎng)覆巖結(jié)構(gòu)特征及運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究[J].煤炭學(xué)報(bào).2004,29(1):7-11.

        [3]聶毓琴,孟廣偉.材料力學(xué)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2009.

        [4]王志強(qiáng).厚煤層整層開(kāi)采關(guān)鍵層對(duì)垮落高度的影響分析[J].煤礦開(kāi)采.2010,15(3):7-9+99.

        [5]趙宏珠.大采高支架的使用及參數(shù)研究[J].煤炭學(xué)報(bào),1991,16(1),32-38.

        [6]煤炭科學(xué)研究院北京開(kāi)采研究所.煤礦地表移動(dòng)與覆巖破壞規(guī)律及其應(yīng)用[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,1981.

        猜你喜歡
        經(jīng)驗(yàn)值步距巖層
        有時(shí)覺(jué)得自己像NPC
        高應(yīng)力巖層巷道鉆孔爆破卸壓技術(shù)
        高端測(cè)長(zhǎng)儀器設(shè)計(jì)原則在步距規(guī)校準(zhǔn)儀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
        單線隧道大型機(jī)械化快速施工步距優(yōu)化研究
        地球故事之復(fù)理石巖層
        充填步距對(duì)矸石充填開(kāi)采覆巖運(yùn)動(dòng)影響的數(shù)值模擬
        基于藍(lán)墨云班課的分子生物技術(shù)課程過(guò)程性評(píng)價(jià)的研究
        企業(yè)專業(yè)經(jīng)驗(yàn)值結(jié)構(gòu)化
        各型步距規(guī)溫度補(bǔ)償值應(yīng)用技術(shù)的研究
        盛大網(wǎng)絡(luò)試行游戲化辦公
        培訓(xùn)(2015年1期)2015-03-24 13:15:02
        人片在线观看无码| 日本高清视频wwww色| 日本一级二级三级不卡| 久久精品亚洲94久久精品| 青青草手机在线免费观看视频| 免费黄片小视频在线播放| 欧美 日韩 人妻 高清 中文| 国产免国产免费| 亚洲性啪啪无码AV天堂| 玩弄放荡人妻一区二区三区| 麻豆视频在线观看免费在线观看| 国产精品国产自产自拍高清av| 日本一区二区三区高清在线视频| 天堂资源中文网| 国产无遮挡又黄又爽免费网站| 欧美白人最猛性xxxxx| 无码av专区丝袜专区| 一区二区亚洲精品国产精| 性色av色香蕉一区二区蜜桃| av素人中文字幕在线观看| 亚洲中文字幕无码av永久| 性无码专区无码| 日产无人区一线二线三线新版| 爆乳午夜福利视频精品| 亚洲av狠狠爱一区二区三区| 国产无套乱子伦精彩是白视频| 日本在线看片免费人成视频1000| 亚洲综合色区无码专区| 日韩精品高清不卡一区二区三区 | 国模冰莲自慰肥美胞极品人体图| 亚洲va国产va天堂va久久| 日韩毛片免费无码无毒视频观看| 日韩AV有码无码一区二区三区| 玩弄极品少妇被弄到高潮| 国产亚洲精品一区二区在线观看| 久久久久亚洲精品男人的天堂| 最近最新中文字幕| 国产精品丝袜美女在线观看| 日本黄色一区二区三区视频| 日本成人午夜一区二区三区| 亚洲香蕉成人av网站在线观看|