采场老顶初次破断机理与破断形态分析

依据典型浅埋煤层工作面的实测和模拟,发现了采场老顶初次破断的非对称现象。运用相似模拟和理论分析相结合的方法,揭示了采场顶板初次破断机理,确定了有关参数。     

老顶超前破断位置的研究

利用弹性地基及薄板理论,建立了老顶运动力学模型,导出了挠曲运动方程和超前破断位置计算式,并由示例进行分析     

软岩采场前方支承压力的分布规律

将采场顶、底板岩层和媒体视为软岩，具有流变性能，引用Ｍａｘｗｅｌｌ流变模型建立支承压力计算公式，并讨论了支承压力的分布特征及其在采场前方煤体上的分布规律。     

牙轮钻头牙齿破岩有限元分析

牙轮钻头是石油钻井中主要的破岩工具。牙轮钻头的破岩是通过其齿圈上的牙齿和岩石相互作用完成的。本文通过建立牙轮钻头单个牙齿与岩石互作用模型,用有限元方法完成了牙轮钻头破岩过程的分析,获得岩石的破碎坑;进一步通过等效应力云图确定了牙齿破岩过程牙齿及岩石的应力分布情况,为进一步分析牙轮钻头破岩效率提供依据。     

旋转水射流破岩的数值模拟分析

采用非线性动力有限元和岩石动态损伤模型模拟了旋转水射流作用下岩石的损伤破坏过程，其中岩石损伤场的求解采用解耦的方法。同时还对旋转水射流的破岩机理进行了分析。模拟计算结果与前期的试验结果一致，均显示旋转射流具有较强的破岩能力，其原因在于旋转射流的质点具有三维速度，破岩时以倾斜冲击为主，易于在岩石表面形成拉伸和剪切破坏，回流的干扰较少；破岩过程首先是形成一环形破碎带，然后沿径向和轴向发展，所形成的破碎坑呈内凸锥状。旋转射流破岩的优势在于破碎面积大、效率高。     

旋转水射流破岩的数值模拟分析

采用非线性动力有限元和岩石动态损伤模型模拟了旋转水射流作用下岩石的损伤破坏过程 ,其中岩石损伤场的求解采用解耦的方法。同时还对旋转水射流的破岩机理进行了分析。模拟计算结果与前期的试验结果一致 ,均显示旋转射流具有较强的破岩能力 ,其原因在于旋转射流的质点具有三维速度 ,破岩时以倾斜冲击为主 ,易于在岩石表面形成拉伸和剪切破坏 ,回流的干扰较少 ;破岩过程首先是形成一环形破碎带 ,然后沿径向和轴向发展 ,所形成的破碎坑呈内凸锥状。旋转射流破岩的优势在于破碎面积大、效率高。     

采煤工作面顶板破断规律及其应力状态的研究

用弹性理论方法分析了月亮田煤矿131241作面顶板的破坏规律,并对工作面顶板的应力状态进行了数值模拟。其结果与实测资料比较吻合。     

大采高综采工作面上覆岩层破断规律的相似模拟

文章使用实验室相似模拟的方法,对同煤集团晋华宫矿南山12#层8210工作面的矿山压力显现与支承压力规律进行了研究,通过相似模拟实验得到8210工作面基本顶初次来压步距为40.8 m,周期来压步距平均为21.7 m。液压支架的额定工作阻力为1.3×105k N,能支撑顶板的压力,来压时间内动载荷支架工作稳定;对其他大采高工作面支架稳定性研究具有借鉴意义。     

采场顶板破断模型及垮落规律分析

煤炭开采引起了上覆岩层空间结构的变化和顶板的变形破断,而采场顶板的断裂形态与采场压力密切相关,同时也对地表沉降产生较大影响。基于弹性力学薄板模型,采用位移变分法分析了顶板断裂的形成机制,根据薄板弹性理论,采用位移变分法建立了煤层顶板的力学模型,分析顶板断裂形态的形成机制,通过顶板的拉应力分布和弯矩分布得到了顶板的破坏规律。计算结果表明:顶板在初次破坏时,在顶板表面沿四周边缘出现O型破坏,继而在顶板中心处出现X型破坏,随着破坏的发展贯通,形成典型的O-X型破断。顶板在周期破坏时,随着工作的推进和角部效应的影响,形成半X型破断。     

采场顶板破断规律及其应力状态的研究

本文用弹性理论方法分析了月亮田煤矿１３１２４采面顶板的破坏规律,并对采场顶板的应力状态进行了数值模拟,其结果与实测资料比较吻合,说明在月亮田煤矿的具体条件下,所用的分析方法是合理的,对其他采场的顶板来压的预测也具有参考价值。     

工作面预板初次断裂的有限元模拟

本文是在塑造更切实际的空间计算模型的基础上,利用三维含节理弹性静力程序兼人为处理破坏单元,对顶板中的应力分布及其变化进行了模拟计算,通过对计算结果的分析,打破了以前用某一个静态的模型所分析的初始断裂位置和由此导出的初次断裂步距及初次断裂引起的矿山压力显现。本文认为:顶板的初始断裂是经过一系列复杂的应力变化产生的。本文虽未给出定量的结论,但在分析计算结果的基础上指出了以前确定顶板初始断裂的不足,并给出顶板初始断裂的一般定性规律,对顶板的破坏规律进行更深入研究必将起到促进作用。     

急斜长壁采场顶板破断和岩块运动规律

本文根据急斜走向长壁工作面周期性矿压显现和沿倾斜不同地段显现的特征,采用倾斜薄板探索了顶板的变形破断规律,建立了破断老顶岩块的力学模型。分析了不同充填条件下岩块运动与平衡规律,阐明了急斜煤层矿压显现的机理和岩层控制的特点。     

不连续岩体数值分析的超级有限元法

本文论述了利用超级元法对不连续岩体进行数值分析的方法。超级元法把要进行分析的工程岩体划分成为数不多的若干个超级单元，每个超级单元中可以包括各种不同类型的结构单元，而总体刚度矩阵的规模大大减少，从而使得在大型岩体工程的分析中考虑各种类型的节理、裂隙的影响成为可能．     

长壁工作面老顶初次断裂步距及类型的研究

本文根据采场老顶所处的力学环境,建立起相应的力学模型,求解出老顶的弯矩修正系数,分析了老顶的弯矩分布规律。研究提出了老顶初次断裂存在着三种类型,建立了初次断裂步距及类型的计算方法。结果表明,老顶初次断裂步距应在反映自身稳定性的步距基数A基础上,用反映周围力学环境的刚度比β、载荷比D、载荷范围b_1进行修正。     

水采矿压控制机理的有限元研究

本文利用有限元计算机模拟研究了水采采场周围的应力分布规律,着重探讨了顶板在煤体上方断裂前后的支承压力分布和不同的枪眼位置时的支承压力分布规律。研究结果表明,在塑性区掘进回采巷道引起的应力转移比在高应力的弹性区掘进回采巷道引起的应力转移要小得多,减轻水采矿压显现的关键是在低应力区掘进回采巷道和实行区段间交替回采。     

顶煤破坏规律及合理顶煤厚度的研究

在现场实测及实验室相似模拟研究的基础上,建立弹性深梁力学模型,对顶煤破坏特征及其机理进行了研究,进而探讨了确定合理顶煤厚度的方法。     

急斜长壁工作面顶板岩块结构分析

本文就急斜长壁工作面顶板岩层沿倾向断裂后形成的岩块结构进行深人分析,推导出岩块间的内力计算公式,得出顶板岩块沿倾向形成“非对称三饺拱”结构,对顶板控制有实际意义。     

放顶煤工作面顶煤破碎效果分析

通过分析指出,煤层强度、开采深度、煤层厚度和支护阻力是影响顶煤破碎效果的主要因素,并建立了评价顶煤破碎效果的综合指标,为放顶煤效果的预测提供了依据。