急倾斜煤层走向长壁工作面底板破坏机理及稳定控制
Journal of Mining and Safety Engineering（2022）
Abstract
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,研究了底板梁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-里兹法解析了底板梁柱的挠度变形方程,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.
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