采场底板附加应力分布规律及其与开采参数的关系.pdf

*国家自然科学基金项目51304156；陕西省重点科技创新团队计划 2013KCT-16；陕西省重点实验室科学研究计划资助项目13JS066 煤炭技术 Coal Technology Vol.34No.10 Oct. 2015 第34卷第10期 2015年10月 doi10.13301/ki.ct.2015.10.001 0引言 采场顶、底板受地下煤层的开采扰动作用将发 生应力重新分布， 引起局部应力集中或卸压现象， 使顶、底板岩层产生位移、变形甚至破裂失稳。 随着 矿井开采水平的延深，特别是当开采承压水上煤层 时，研究采场底板应力分布规律，对掌握底板岩层 变形及破坏特征、防治底板底鼓和突水等方面都具 有非常重要的实际意义。 目前，关于采场底板应力分布规律的研究手段 主要有现场监测、 数值模拟和相似材料模拟实验， 仅有少数学者对其进行了力学建模分析。 但这些理 论分析大多基于支承压力为简单的线性分布这一 前提假设，且没有考虑到开采参数对支承压力的影 响，这显然是不符合现场实际的。 本文根据弹性力 学基本理论，基于非线性支承压力分布理论，运用 解析法探讨支承压力引起的采场底板附加应力分 布规律，并揭示其与采深、采宽等开采参数的关系。 1基本原理 如图1所示， 设有一半平面体在其边界上的 AB段受到法向分布力q（x），它在各点的集度为q。 为求出半平面体内某一点M（x，z）处的应力，在AB 段上距坐标原点O为ε处取一段长为dε的微段， 将其上所受的力dFqdε视作一个微小的集中作用 力。 则该微小集中作用力dF在点M（x，z）处引起的 应力为 dσx- 2qdε π z（x-ε）2 [（x-ε）2z2]2 dσz- 2qdε π z3 [（x-ε）2z2]2 dτxz- 2qdε π z（x-ε）2 [（x-ε）2z2]2 “ （1） 图1半平面体在边界上受分布载荷作用示意图 采场底板附加应力分布规律及其与开采参数的关系 * 赵兵朝 1,2， 刘樟荣1,2 ， 同超 1,2， 冯文生3 （1.西安科技大学 能源学院， 西安710054；2.西安科技大学 西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室， 西安710054；3.延安市禾草沟煤业有限公司， 陕西 延安717306） 摘要 为了研究支承压力在底板的传递规律及底板附加应力的分布规律，在分析支承压力分 布规律的基础上，运用弹性力学理论建立了底板任意一点附加应力的计算公式，结合某矿地质采矿 条件，给出了底板附加应力的等值线图，并分析了底板相对固定点的附加应力与采宽、采深等开采参 数的关系。 关键词 底板；支承压力；应力分布；开采参数 中图分类号TD823.83；TD325.1文献标志码A文章编号1008 － 8725（2015）10 － 001 － 04 Mining Floor Additional Stress Distribution Law and Relationship Between It and Mining Parameters ZHAO Bing-chao1,2, LIU Zhang-rong1,2, TONG Chao1,2，FENG Wen-sheng3 （1. School of Energy, Xian University of Science and Technology, Xian 710054, China; 2. Key Laboratory of Western Mine Exploitation and Hazard Prevention of the Ministry of Education, Xian University of Science and Technology, Xian 710054, China; 3. Hecaogou Coal Industry Co., Ltd., Yanan 717306, China） AbstractIn order to study the transfer law of abutment pressure and the mining floor additional stress distribution, based on the analysis of the distribution law of abutment pressure, a calculation ula of additional stress of the mining floor is established through elasticity ，combined with the geological and mining conditions of a certain mine, the mining floor additional stress contours is presented, and analyze the relationship between mining width, mining depth and the additional stress of a related fixed point of the floor. Key wordsfloor; abutment pressure; stress distribution; mining parameters 采矿与井巷工程 2. Henan Province Development and Utilization of Coalbed Methane Co.，Ltd.，Zhengzhou 450016，China） AbstractIn view of the numerous influence factors, mining model portable coal seam gas exploitation of poor innovation process, based on systematic analysis of influencing factors of coal -bed gas exploitation, from the multi factor clustering and the angle of combination of expansion of patent map dimension, the patent ination available for decomposition and factor extraction established coordinate space, construction the multi -dimensional space of patent map containing the time dimension, space dimension of peacekeeping mechanism.Through the multidimensional space of patent map proved mining innovation of coal bed gas technology intensive areas, sparse region and the technology gap, as Chinas coal bed gas exploitation technology innovation indicates the specific technological innovation direction,innovation of management theory and s to provide much - needed support for coal-bed methane development enterprises, provides a new research thought on technological innovation coal seam gas exploitation. Key wordscoal seam gas exploitation；influence factors；multidimensional space; patent map *国家自然科学基金项目（71472171）；郑州市科技计划项目（141PPTGG343）0 引言 煤炭技术 Coal Technology Vol.34No.10 Oct. 2015 第34卷第10期 2015年10月 4