弹性基础边界基本顶薄板初次破断的kDL效应

• 作者: 何富连 谢生荣 陈冬冬
• 来源期刊: 岩石力学与工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 采矿工程 弹性基础边界 固支边界 基本顶 薄板 初次破断 有限差分法
• 年，卷（期）: 2017,（6）
• 页码范围: 1384-1399
• 页数: 16页
• 分类号: TD323
• 语种: 中文
• DOI: 10.13722/j.cnki.jrme.2016.1016

摘要

基本项的初次破断规律多采用四边固支边界模型分析,但实际的岩层环境难以实现固支.为了研究基本顶实际围岩条件时的破断规律及破断条件,建立弹性基础边界条件弹性薄板力学模型,运用有限差分方法计算弹性基础系数k与基本顶厚度h、弹性模量E、泊松比、跨度L之间的相互关系对基本顶主弯矩及起始破断位置的影响,并根据主弯矩破断准则得出:弹性基础边界时基本顶首先在中部或长边超前煤壁处破断;比值k/E或k/h3或k/(Eh3)不变时基本顶破断位置不变;k/E或k/h3或(EEh3)小时基本顶中部先破断、即煤层松软、基本顶厚度及弹性模量大时基本顶中部先破断;k/E或k/h3或k/(E3)大时基本顶长边超前煤壁先破断、即煤层坚硬且基本顶厚度及弹性模量小时基本顶长边先破断.弹性基础边界时基本顶的初次破断规律由k,L和基本顶刚度D复合决定,长壁工作面基本顶的破断类型及条件为(k/D)1/4L＞ 9.6时:长边超前煤壁→中部→短边超前煤壁、或长边超前煤壁→短边超前煤壁→中部,(k/D) 1/4L ＜9.4时:中部→长边超前煤壁→短边超前煤壁,(k/D)1/4L=(9.5士0.1)时,基本顶中部和长边超前煤壁位置接近同时破断:对于方形工作面,(k/D)1/4L＞ 10.5时四边超前煤壁区先破断,(k/D)1/4L＜ 10.1时中部先破断,(k/D)ⅢL=(10.3士0.2)时四边超前煤壁区与中部接近同时破断.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	何富连		38	604	15.0	24.0
2	陈冬冬		4	31	2.0	4.0
3	谢生荣		18	128	7.0	11.0