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飞机轮胎-湿滑道面相互作用SPH算法仿真分析
被引量：
2
1
作者
蔡靖
黄钰岱
+2 位作者
李琪
李岳
戴轩
《北京航空航天大学学报》
北大核心
2025年第1期53-62,共10页
针对飞机在湿滑道面上的滑水问题,采用光滑粒子流体动力学(SPH)算法建立了飞机轮胎-湿滑道面有限元模型,与流固耦合算法(CEL)模型进行对比,显示了SPH算法的优越性,进而分析了不同轮胎速度及水膜厚度对轮胎与湿滑道面相互作用的影响规律...
针对飞机在湿滑道面上的滑水问题,采用光滑粒子流体动力学(SPH)算法建立了飞机轮胎-湿滑道面有限元模型,与流固耦合算法(CEL)模型进行对比,显示了SPH算法的优越性,进而分析了不同轮胎速度及水膜厚度对轮胎与湿滑道面相互作用的影响规律。结果表明,SPH模型得到的临界滑水速度与CEL模型结果相差不超过5%;舰首波、侧向羽流等流体特征更为明显立体;平均运算效率较CEL模型提高36.5%。利用SPH模型分析可得,道面支撑力随轮胎速度增加呈先平缓下降再急速下降的趋势,水膜厚度为3~13 mm时,急速下降段所在轮胎速度区间为170~260 km/h,基本处于A320飞机的着陆滑跑速度范围内,应增强对飞机滑水事故风险的防范;位移阻力随着轮胎速度增加呈先增大后减小的趋势,且在轮胎达到临界滑水速度时取得最大值,进而提出利用位移阻力最大值确定临界滑水速度的方法;侧向羽流最大溅水高度随轮胎速度增加呈先升高后降低的趋势,在接近临界滑水速度时达到最大值;舰首波最大溅水高度低于侧向羽流最大溅水高度,且随轮胎速度增加而降低,达到临界滑水速度时舰首波接近消失,2种溅水特征的最大溅水高度值均低于A320飞机发动机的最小离地高度0.680 m,不会对发动机产生影响。
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关键词
交通运输工程
轮胎-道面相互作用
光滑粒子流体动力学算法
临界滑水速度
道面支撑力
位移阻力
溅水高度
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职称材料
飞机动载作用下轮胎-积水道面相互作用分析
2
作者
蔡靖
沈詟
+2 位作者
周宁
李岳
范怡飞
《空军工程大学学报》
北大核心
2025年第2期1-10,共10页
基于起落架-轮胎-积水道面动力耦合仿真模型并考虑道面平整度影响,获得起飞、着陆阶段轮胎轮心动位移时程曲线,在此基础上运用有限元软件仿真分析着陆和起飞阶段动载作用下积水道面支撑力、接触面积及位移阻力的变化规律,从而获得动载...
基于起落架-轮胎-积水道面动力耦合仿真模型并考虑道面平整度影响,获得起飞、着陆阶段轮胎轮心动位移时程曲线,在此基础上运用有限元软件仿真分析着陆和起飞阶段动载作用下积水道面支撑力、接触面积及位移阻力的变化规律,从而获得动载作用下临界滑水速度的动载影响系数。研究结果表明:在起飞、着陆阶段,道面支撑力、轮胎与道面接触面积、位移阻力及临界滑水速度均较静载作用下有所降低。起飞阶段,道面支撑力与静载作用时相差较小,位移阻力较静载下降低0.3~3 kN,临界滑水速度降低值在5.5 km/h以内;着陆阶段,道面支撑力较静载降低5%~10%,对应位移阻力最大降幅达到50%,临界滑水速度存在急剧变化的情况,差值在5~9 km/h。综合上述临界滑水速度变化规律,定义动静载临界滑水速度比值为动载影响系数,不同滑行工况下该系数取值在0.95~0.99;鉴于着陆阶段飞机临界滑水速度降低较大,滑水风险更高,偏于安全将动载影响系数取为0.96。
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关键词
飞机动载作用
轮胎-道面相互作用
临界滑水速度
道面支撑力
位移阻力
动载影响系数
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职称材料
基于分区支承力学模型的综放工作面顶板矿压演化与压架预测
被引量：
16
3
作者
徐刚
张春会
+3 位作者
蔺星宇
迟国铭
范志忠
于永江
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期3622-3633,共12页
为预测综放工作面压架灾害,在综放顶板分区支承力学模型基础上,提出了综放工作面大采厚顶板矿压演化计算方法和支架压架判据,编制了相应的计算程序,分析了综放工作面顶板矿压演化规律,研究结果表明:①综放工作面顶板矿压演化包括4个阶段...
为预测综放工作面压架灾害,在综放顶板分区支承力学模型基础上,提出了综放工作面大采厚顶板矿压演化计算方法和支架压架判据,编制了相应的计算程序,分析了综放工作面顶板矿压演化规律,研究结果表明:①综放工作面顶板矿压演化包括4个阶段,分别为缓慢增阻阶段、顶板断裂阶段、快速增阻阶段和失稳阶段。②缓慢增阻阶段顶板沉降量小,支架增阻量小,顶板来压不强烈;快速增阻阶段顶板沉降量大,支架增阻显著。③顶板断裂阶段是矿压从缓慢增阻向快速增阻转变的过渡阶段。顶板煤壁前方断裂时,顶板的边界条件改变,顶板来压剧烈,支架增阻量大,易于引起安全阀开启,若顶板沉降量超过支架活柱允许压缩量,引发大面积切顶压架事故。④当工作面推进至断裂线处,顶板失稳,支架急增阻,若垮落覆岩作用于支架上的荷载超过支架额定工作阻力,安全阀开启,易于引发大面积压架事故。⑤支架额定工作阻力和初撑力设计应遵循的原则是:在缓慢增阻和快速增阻阶段,支架承担的荷载不超过支架额定工作阻力;在顶板断裂阶段,支架应具有足够的可压缩空间卸位让压;在失稳阶段,支架应具有足够的额定工作阻力承担垮落覆岩作用荷载。⑥酸刺沟煤矿6105-2综放工作面采用ZF15000/26/42四柱支承掩护式支架,初撑力10800 kN,支架额定工作阻力不足,易于发生大面积压架事故。
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关键词
矿压演化
压架判据
综放工作面
分区支承力学模型
支架额定工作阻力
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职称材料
坚硬顶板大采高工作面压架事故及支架阻力分析
被引量：
55
4
作者
郭卫彬
刘长友
+2 位作者
吴锋锋
杨培举
吴升富
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第7期1212-1219,共8页
针对大同晋华宫煤矿坚硬顶板大采高综采工作面生产过程中发生压架事故的情况,深入分析压架事故的类型和原因,并基于大采高综采工作面覆岩结构特征,采用理论分析方法,分析得到了坚硬直接顶关键层的悬顶长度的计算方法及其影响因素;对大...
针对大同晋华宫煤矿坚硬顶板大采高综采工作面生产过程中发生压架事故的情况,深入分析压架事故的类型和原因,并基于大采高综采工作面覆岩结构特征,采用理论分析方法,分析得到了坚硬直接顶关键层的悬顶长度的计算方法及其影响因素;对大采高坚硬顶板综采工作面支架工作阻力的确定进行了载荷估算法的修正算法;并根据修正结果及地质条件,计算得到了402盘区工作面支架的合理工作阻力为12 184 kN,支护强度为1.22 MPa,同时确定了合理的支架架型;通过工业性试验,实测分析了所选支架的适应性,结果表明了理论分析计算结果和所选架型的合理性,保障了402盘区大采高综采工作面的安全高效开采。
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关键词
坚硬顶板
压架事故
工作阻力
大采高综采
载荷估算法
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职称材料
松散含水层下上提工作面压架因素敏感性分析与压架预防
被引量：
5
5
作者
李迎富
华心祝
+1 位作者
杨科
李志华
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第5期1425-1433,共9页
为了防止类似淮南顾北矿1202(3)上提工作面再次发生突水压架事故,根据上提工作面覆岩破断特征,建立了自然拱覆岩结构力学模型,推导出低冒拱和高冒拱的拱高计算式,研究了工作面顶板断裂位置对支架载荷的影响,分别计算出松散含水层在自然...
为了防止类似淮南顾北矿1202(3)上提工作面再次发生突水压架事故,根据上提工作面覆岩破断特征,建立了自然拱覆岩结构力学模型,推导出低冒拱和高冒拱的拱高计算式,研究了工作面顶板断裂位置对支架载荷的影响,分别计算出松散含水层在自然拱内、拱外两种条件下的覆岩载荷,确定了滑落失稳和挤压变形失稳的压架判据。研究表明,上提工作面受到松散含水层内水的影响时,易形成高冒拱结构,拱内松散层重度增加,铰接岩块之间的接触力减小,承载关键层受到松散含水层内的水压影响,造成支架上的载荷急剧增大,导致上提工作面易发生突水压架事故。然而影响工作面突水压架既有地质因素,又有开采技术因素,盲目地增加支架工作阻力未必能降低工作面压架风险,支护成本必然急剧增加。基于此,定义了无量纲的压架敏感度指标,分析了压架因素的敏感性,并针对压架敏感性较高的因素,提出了"适当控制采高,开切眼顶板强制放顶,防止直接顶悬顶,采前疏水降压,加固工作面煤壁,提高支架支撑力,合理的设备选型,保证合理的工作面推进速度"等防压架对策,为类似条件下上提工作面安全开采提供一些理论指导。
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关键词
上提工作面
自然拱结构
拱高
压架临界支护阻力
压架敏感度
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职称材料
综放工作面覆岩破断和压架的试验研究及预测模型
被引量：
10
6
作者
徐刚
张春会
于永江
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第S01期106-114,共9页
为研究综放工作面覆岩运动、破断特征及矿压演化规律,依托崔木煤矿302工作面,建立综放工作面开采相似材料模型,观测煤层综放开采过程中顶板的破断特征和矿压显现规律,根据试验结果建立综放基本顶煤壁处断裂的力学分析模型,推导出拉破断...
为研究综放工作面覆岩运动、破断特征及矿压演化规律,依托崔木煤矿302工作面,建立综放工作面开采相似材料模型,观测煤层综放开采过程中顶板的破断特征和矿压显现规律,根据试验结果建立综放基本顶煤壁处断裂的力学分析模型,推导出拉破断临界支护强度计算公式,研究基本顶抗拉强度、作用荷载和顶板厚度对拉破断临界支护强度的影响,形成了综放工作面煤壁处断裂的力学判据,分析崔木煤矿302综放工作面液压支架的支护效果。结果表明,(1)综放工作面推进过程中基本顶悬臂梁长度逐渐增加,与后方断裂顶板形成"悬臂梁-铰接结构",支架处于这种结构保护之下时工作阻力小;(2)若基本顶在煤壁处拉断裂和结构失稳,支架快速增阻,安全阀开启,活柱量下降,易于导致支架压死;(3)随着基本顶作用荷载增大,拉断裂临界支护强度线性增长,但基本顶抗拉强度对拉断裂临界支护强度影响不大。研究结果可为综放工作面基本顶煤壁处断裂和压架灾害预报提供一种方法。
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关键词
综放工作面
相似材料模型试验
覆岩破断
压架
拉断裂临界支护强度
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职称材料
大倾角走向长壁伪俯斜采场支架稳定性分析
被引量：
13
7
作者
伍永平
杨玉冰
+3 位作者
王同
王红伟
田双奇
冯坤
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期60-69,共10页
大倾角伪俯斜工作面安全高效开采的基础是对"支架-围岩"系统的稳定性控制,受工作面矸石非均匀充填及倾角影响,"支架-围岩"系统稳定性控制困难。以某矿3132工作面为研究背景,采用物理相似模拟实验与理论分析相结合...
大倾角伪俯斜工作面安全高效开采的基础是对"支架-围岩"系统的稳定性控制,受工作面矸石非均匀充填及倾角影响,"支架-围岩"系统稳定性控制困难。以某矿3132工作面为研究背景,采用物理相似模拟实验与理论分析相结合的方法,研究了大倾角煤层伪俯斜采场垮落矸石充填时空演化规律,及其影响下的"支架-围岩"系统相互作用关系,建立了支架力学模型,确定了工作面伪斜角和矸石作用力对支架临界阻力的影响。结果表明:伪俯斜采场矸石滑移充填经历初步充填下部区域→矸石倾向下滑→充填凹陷区域3个阶段;采空区充填体接顶区长度随煤层倾角、直接顶厚度和工作面长度的增大而增大,随伪俯斜角和采高的增大而减小,临空区长度随煤层倾角、采高和工作面长度的增大而增大,随伪俯斜角和直接顶厚度的增大而减小,矸石的非对称堆积形态改变了顶板的受力条件与破断特征,支架受载呈现明显非对称性和区域性特征;伪俯斜采场垮落矸石对支架尾部频繁产生冲击作用和接触作用,防止支架下滑和转动失稳的临界阻力随着矸石作用力的增大而增大,随着工作面伪斜角的增大而减小,工作面中、下部区域的支架比上部区域支架需要更大的支撑阻力抵抗矸石的影响;工作面现场监测结果验证了理论模型的合理性。研究结果对现场工程实践具有一定的理论指导意义。
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关键词
大倾角煤层
伪俯斜采场
矸石滑移充填
支架
临界阻力
稳定性
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职称材料
冲击地压和瓦斯突出复合灾害发生机理研究
被引量：
9
8
作者
李忠华
张莹
梁影
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第7期95-103,共9页
为研究高瓦斯煤层冲击地压-瓦斯突出复合灾害问题,以高瓦斯煤层圆形断面巷道为例,以阜新恒大煤矿高瓦斯厚煤层运输平巷为工程背景,通过分析得到了冲击地压-瓦斯突出复合灾害的发生条件,分析了相关因素对临界塑性区半径和临界载荷的影响...
为研究高瓦斯煤层冲击地压-瓦斯突出复合灾害问题,以高瓦斯煤层圆形断面巷道为例,以阜新恒大煤矿高瓦斯厚煤层运输平巷为工程背景,通过分析得到了冲击地压-瓦斯突出复合灾害的发生条件,分析了相关因素对临界塑性区半径和临界载荷的影响。结果表明:临界塑性区半径随模量比增大而增大,随泊松比增大而减小,随剪胀角增大而减小,随内摩擦角增大而减小;临界载荷随模量比增大而增大,随泊松比增大而减小,随剪胀角增大而减小,随内摩擦角增大而增大,随黏聚力增大而线性增大,随有效应力系数增大而线性增大,随支护阻力系数增大而线性增大,随原始瓦斯压力增大而线性增大,随巷道内壁瓦斯压力增大而线性减小,随瓦斯压力差的增大而增大。
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关键词
高瓦斯煤层
复合灾害
临界塑性区半径
临界载荷
瓦斯压力
支护阻力
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职称材料
斜支承系统关键件的跌落破损评价
被引量：
2
9
作者
段宁宁
余立
《噪声与振动控制》
CSCD
2019年第1期186-191,共6页
建立考虑关键件的斜支承系统模型,基于系统跌落冲击动力学方程,利用4阶Runge-Kutta法,以系统参数、跌落冲击初始速度、支承角或频率比或系统阻尼比作为三个基本参量,获得关键件跌落破损边界,探讨支承角、频率比、系统阻尼比等对关键件...
建立考虑关键件的斜支承系统模型,基于系统跌落冲击动力学方程,利用4阶Runge-Kutta法,以系统参数、跌落冲击初始速度、支承角或频率比或系统阻尼比作为三个基本参量,获得关键件跌落破损边界,探讨支承角、频率比、系统阻尼比等对关键件跌落破损边界的影响规律。评价结果显示:较小的支承角或较大的频率比有利于扩大系统关键件的未损坏区;系统阻尼比存在最优值,恰当地选择阻尼比可改善斜支承系统的抗跌落冲击性;为使斜支承系统获得理想的减振和抗跌落冲击性能,需综合考虑内装物主体等效刚度系数、弹簧原长等参数。
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关键词
振动与波
关键件
斜支承系统
跌落破损边界
系统阻尼比
抗跌落冲击性
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职称材料
题名
飞机轮胎-湿滑道面相互作用SPH算法仿真分析
被引量：
2
1
作者
蔡靖
黄钰岱
李琪
李岳
戴轩
机构
中国民航大学交通科学与工程学院
出处
《北京航空航天大学学报》
北大核心
2025年第1期53-62,共10页
基金
国家自然科学基金(51508559)
中央高校基本科研业务费专项资金(3122019103,3122022043)
天津市自然科学基金(21JCQNJC00850)。
文摘
针对飞机在湿滑道面上的滑水问题,采用光滑粒子流体动力学(SPH)算法建立了飞机轮胎-湿滑道面有限元模型,与流固耦合算法(CEL)模型进行对比,显示了SPH算法的优越性,进而分析了不同轮胎速度及水膜厚度对轮胎与湿滑道面相互作用的影响规律。结果表明,SPH模型得到的临界滑水速度与CEL模型结果相差不超过5%;舰首波、侧向羽流等流体特征更为明显立体;平均运算效率较CEL模型提高36.5%。利用SPH模型分析可得,道面支撑力随轮胎速度增加呈先平缓下降再急速下降的趋势,水膜厚度为3~13 mm时,急速下降段所在轮胎速度区间为170~260 km/h,基本处于A320飞机的着陆滑跑速度范围内,应增强对飞机滑水事故风险的防范;位移阻力随着轮胎速度增加呈先增大后减小的趋势,且在轮胎达到临界滑水速度时取得最大值,进而提出利用位移阻力最大值确定临界滑水速度的方法;侧向羽流最大溅水高度随轮胎速度增加呈先升高后降低的趋势,在接近临界滑水速度时达到最大值;舰首波最大溅水高度低于侧向羽流最大溅水高度,且随轮胎速度增加而降低,达到临界滑水速度时舰首波接近消失,2种溅水特征的最大溅水高度值均低于A320飞机发动机的最小离地高度0.680 m,不会对发动机产生影响。
关键词
交通运输工程
轮胎-道面相互作用
光滑粒子流体动力学算法
临界滑水速度
道面支撑力
位移阻力
溅水高度
Keywords
transportation engineering
tire-pavement interaction
smoothed particle hydrodynamics algorithm
critical
hydroplaning speed
pavement
support
ing force
displacement
resistance
splashing height
分类号
U463.341 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
飞机动载作用下轮胎-积水道面相互作用分析
2
作者
蔡靖
沈詟
周宁
李岳
范怡飞
机构
中国民航大学交通科学与工程学院
民航机场智能建造与工业化工程技术研究中心
出处
《空军工程大学学报》
北大核心
2025年第2期1-10,共10页
基金
国家自然科学基金面上项目(52472369)
民航机场智能建造与工业化工程技术研究中心开放课题(MHJGKFKT-01)。
文摘
基于起落架-轮胎-积水道面动力耦合仿真模型并考虑道面平整度影响,获得起飞、着陆阶段轮胎轮心动位移时程曲线,在此基础上运用有限元软件仿真分析着陆和起飞阶段动载作用下积水道面支撑力、接触面积及位移阻力的变化规律,从而获得动载作用下临界滑水速度的动载影响系数。研究结果表明:在起飞、着陆阶段,道面支撑力、轮胎与道面接触面积、位移阻力及临界滑水速度均较静载作用下有所降低。起飞阶段,道面支撑力与静载作用时相差较小,位移阻力较静载下降低0.3~3 kN,临界滑水速度降低值在5.5 km/h以内;着陆阶段,道面支撑力较静载降低5%~10%,对应位移阻力最大降幅达到50%,临界滑水速度存在急剧变化的情况,差值在5~9 km/h。综合上述临界滑水速度变化规律,定义动静载临界滑水速度比值为动载影响系数,不同滑行工况下该系数取值在0.95~0.99;鉴于着陆阶段飞机临界滑水速度降低较大,滑水风险更高,偏于安全将动载影响系数取为0.96。
关键词
飞机动载作用
轮胎-道面相互作用
临界滑水速度
道面支撑力
位移阻力
动载影响系数
Keywords
aerodynamic load effects on aircraft
tire-pavement interaction
critical
hydroplaning speed
pavement
support
force
displacement
resistance
dynamic load impact coefficient
分类号
V351 [航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
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职称材料
题名
基于分区支承力学模型的综放工作面顶板矿压演化与压架预测
被引量：
16
3
作者
徐刚
张春会
蔺星宇
迟国铭
范志忠
于永江
机构
天地科技股份有限公司开采设计事业部
中煤科工开采研究院有限公司
河北科技大学建筑工程学院
辽宁工程技术大学力学与工程学院
国家能源集团神东煤炭集团有限责任公司
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期3622-3633,共12页
基金
国家应急管理部科技助力经济2020重点资助项目(SQ2020YFF0426364)
河北省教育厅重点资助项目(ZD2020338)
天地科技股份有限公司科技创新基金重点资助项目(KJ-2019-TDKCZD-01)。
文摘
为预测综放工作面压架灾害,在综放顶板分区支承力学模型基础上,提出了综放工作面大采厚顶板矿压演化计算方法和支架压架判据,编制了相应的计算程序,分析了综放工作面顶板矿压演化规律,研究结果表明:①综放工作面顶板矿压演化包括4个阶段,分别为缓慢增阻阶段、顶板断裂阶段、快速增阻阶段和失稳阶段。②缓慢增阻阶段顶板沉降量小,支架增阻量小,顶板来压不强烈;快速增阻阶段顶板沉降量大,支架增阻显著。③顶板断裂阶段是矿压从缓慢增阻向快速增阻转变的过渡阶段。顶板煤壁前方断裂时,顶板的边界条件改变,顶板来压剧烈,支架增阻量大,易于引起安全阀开启,若顶板沉降量超过支架活柱允许压缩量,引发大面积切顶压架事故。④当工作面推进至断裂线处,顶板失稳,支架急增阻,若垮落覆岩作用于支架上的荷载超过支架额定工作阻力,安全阀开启,易于引发大面积压架事故。⑤支架额定工作阻力和初撑力设计应遵循的原则是:在缓慢增阻和快速增阻阶段,支架承担的荷载不超过支架额定工作阻力;在顶板断裂阶段,支架应具有足够的可压缩空间卸位让压;在失稳阶段,支架应具有足够的额定工作阻力承担垮落覆岩作用荷载。⑥酸刺沟煤矿6105-2综放工作面采用ZF15000/26/42四柱支承掩护式支架,初撑力10800 kN,支架额定工作阻力不足,易于发生大面积压架事故。
关键词
矿压演化
压架判据
综放工作面
分区支承力学模型
支架额定工作阻力
Keywords
ground pressure
support
crushing
criterion
top coal caving face
zoning
support
mechanical model
rated working
resistance
force
of
support
分类号
TD326 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
坚硬顶板大采高工作面压架事故及支架阻力分析
被引量：
55
4
作者
郭卫彬
刘长友
吴锋锋
杨培举
吴升富
机构
中国矿业大学矿业工程学院
中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室
中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室
大同煤矿集团
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第7期1212-1219,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51174192)
江苏省研究生创新工程资助项目(CXZZ11-0310)
江苏省"333工程"培养基金资助项目(BRA2010024)
文摘
针对大同晋华宫煤矿坚硬顶板大采高综采工作面生产过程中发生压架事故的情况,深入分析压架事故的类型和原因,并基于大采高综采工作面覆岩结构特征,采用理论分析方法,分析得到了坚硬直接顶关键层的悬顶长度的计算方法及其影响因素;对大采高坚硬顶板综采工作面支架工作阻力的确定进行了载荷估算法的修正算法;并根据修正结果及地质条件,计算得到了402盘区工作面支架的合理工作阻力为12 184 kN,支护强度为1.22 MPa,同时确定了合理的支架架型;通过工业性试验,实测分析了所选支架的适应性,结果表明了理论分析计算结果和所选架型的合理性,保障了402盘区大采高综采工作面的安全高效开采。
关键词
坚硬顶板
压架事故
工作阻力
大采高综采
载荷估算法
Keywords
hard ro
of
support
crushing
accidents
working
resistance
fully-mechanized workface with large miningheight
load-estimate-method
分类号
TD322 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
松散含水层下上提工作面压架因素敏感性分析与压架预防
被引量：
5
5
作者
李迎富
华心祝
杨科
李志华
机构
安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室
安徽理工大学矿业工程博士后流动站
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第5期1425-1433,共9页
基金
中国博士后科学基金资助(No.2013M541813)
高等学校博士学科点专项科研基金资助(No.20133415120002)~~
文摘
为了防止类似淮南顾北矿1202(3)上提工作面再次发生突水压架事故,根据上提工作面覆岩破断特征,建立了自然拱覆岩结构力学模型,推导出低冒拱和高冒拱的拱高计算式,研究了工作面顶板断裂位置对支架载荷的影响,分别计算出松散含水层在自然拱内、拱外两种条件下的覆岩载荷,确定了滑落失稳和挤压变形失稳的压架判据。研究表明,上提工作面受到松散含水层内水的影响时,易形成高冒拱结构,拱内松散层重度增加,铰接岩块之间的接触力减小,承载关键层受到松散含水层内的水压影响,造成支架上的载荷急剧增大,导致上提工作面易发生突水压架事故。然而影响工作面突水压架既有地质因素,又有开采技术因素,盲目地增加支架工作阻力未必能降低工作面压架风险,支护成本必然急剧增加。基于此,定义了无量纲的压架敏感度指标,分析了压架因素的敏感性,并针对压架敏感性较高的因素,提出了"适当控制采高,开切眼顶板强制放顶,防止直接顶悬顶,采前疏水降压,加固工作面煤壁,提高支架支撑力,合理的设备选型,保证合理的工作面推进速度"等防压架对策,为类似条件下上提工作面安全开采提供一些理论指导。
关键词
上提工作面
自然拱结构
拱高
压架临界支护阻力
压架敏感度
Keywords
working face
of
improving upper limit
natural arch structure
arch rise
critical support resistance of support crushing
sensitivity
of
support
crushing
分类号
TD322 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
综放工作面覆岩破断和压架的试验研究及预测模型
被引量：
10
6
作者
徐刚
张春会
于永江
机构
天地科技股份有限公司开采设计事业部
河北科技大学建筑工程学院
辽宁工程技术大学矿业学院
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第S01期106-114,共9页
基金
国家重点研发计划项目(No.2018YFC0604501,No.2017YFC0804301)
国家自然科学基金项目(No.51574139,No.51604152)
文摘
为研究综放工作面覆岩运动、破断特征及矿压演化规律,依托崔木煤矿302工作面,建立综放工作面开采相似材料模型,观测煤层综放开采过程中顶板的破断特征和矿压显现规律,根据试验结果建立综放基本顶煤壁处断裂的力学分析模型,推导出拉破断临界支护强度计算公式,研究基本顶抗拉强度、作用荷载和顶板厚度对拉破断临界支护强度的影响,形成了综放工作面煤壁处断裂的力学判据,分析崔木煤矿302综放工作面液压支架的支护效果。结果表明,(1)综放工作面推进过程中基本顶悬臂梁长度逐渐增加,与后方断裂顶板形成"悬臂梁-铰接结构",支架处于这种结构保护之下时工作阻力小;(2)若基本顶在煤壁处拉断裂和结构失稳,支架快速增阻,安全阀开启,活柱量下降,易于导致支架压死;(3)随着基本顶作用荷载增大,拉断裂临界支护强度线性增长,但基本顶抗拉强度对拉断裂临界支护强度影响不大。研究结果可为综放工作面基本顶煤壁处断裂和压架灾害预报提供一种方法。
关键词
综放工作面
相似材料模型试验
覆岩破断
压架
拉断裂临界支护强度
Keywords
fully mechanized caving face
similar material model experiment
overburden breakage
support
crushing
the
critical
support
strength
of
tensile fracture
分类号
TD355 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
大倾角走向长壁伪俯斜采场支架稳定性分析
被引量：
13
7
作者
伍永平
杨玉冰
王同
王红伟
田双奇
冯坤
机构
西安科技大学能源学院
西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室
陕西延长石油巴拉素煤业有限公司
山东矿机集团股份有限公司
出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期60-69,共10页
基金
国家自然科学基金重点资助项目(51634007)
国家自然科学基金面上资助项目(51974230)
山东省重大科技创新工程资助项目(2019JZZY020326)。
文摘
大倾角伪俯斜工作面安全高效开采的基础是对"支架-围岩"系统的稳定性控制,受工作面矸石非均匀充填及倾角影响,"支架-围岩"系统稳定性控制困难。以某矿3132工作面为研究背景,采用物理相似模拟实验与理论分析相结合的方法,研究了大倾角煤层伪俯斜采场垮落矸石充填时空演化规律,及其影响下的"支架-围岩"系统相互作用关系,建立了支架力学模型,确定了工作面伪斜角和矸石作用力对支架临界阻力的影响。结果表明:伪俯斜采场矸石滑移充填经历初步充填下部区域→矸石倾向下滑→充填凹陷区域3个阶段;采空区充填体接顶区长度随煤层倾角、直接顶厚度和工作面长度的增大而增大,随伪俯斜角和采高的增大而减小,临空区长度随煤层倾角、采高和工作面长度的增大而增大,随伪俯斜角和直接顶厚度的增大而减小,矸石的非对称堆积形态改变了顶板的受力条件与破断特征,支架受载呈现明显非对称性和区域性特征;伪俯斜采场垮落矸石对支架尾部频繁产生冲击作用和接触作用,防止支架下滑和转动失稳的临界阻力随着矸石作用力的增大而增大,随着工作面伪斜角的增大而减小,工作面中、下部区域的支架比上部区域支架需要更大的支撑阻力抵抗矸石的影响;工作面现场监测结果验证了理论模型的合理性。研究结果对现场工程实践具有一定的理论指导意义。
关键词
大倾角煤层
伪俯斜采场
矸石滑移充填
支架
临界阻力
稳定性
Keywords
steeply dipping seam
pitching oblique mining area
sliding and filling gangue
support
critical
resistance
of
support
ing
stabilit
分类号
TD355 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
冲击地压和瓦斯突出复合灾害发生机理研究
被引量：
9
8
作者
李忠华
张莹
梁影
机构
辽宁工程技术大学力学与工程学院
出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第7期95-103,共9页
基金
国家重点研发计划资助项目(2017YFC0804208)。
文摘
为研究高瓦斯煤层冲击地压-瓦斯突出复合灾害问题,以高瓦斯煤层圆形断面巷道为例,以阜新恒大煤矿高瓦斯厚煤层运输平巷为工程背景,通过分析得到了冲击地压-瓦斯突出复合灾害的发生条件,分析了相关因素对临界塑性区半径和临界载荷的影响。结果表明:临界塑性区半径随模量比增大而增大,随泊松比增大而减小,随剪胀角增大而减小,随内摩擦角增大而减小;临界载荷随模量比增大而增大,随泊松比增大而减小,随剪胀角增大而减小,随内摩擦角增大而增大,随黏聚力增大而线性增大,随有效应力系数增大而线性增大,随支护阻力系数增大而线性增大,随原始瓦斯压力增大而线性增大,随巷道内壁瓦斯压力增大而线性减小,随瓦斯压力差的增大而增大。
关键词
高瓦斯煤层
复合灾害
临界塑性区半径
临界载荷
瓦斯压力
支护阻力
Keywords
high gas coal seam
compound disaster
critical
plastic zone radius
critical
load
gas pressure
support
resistance
分类号
TD324 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
斜支承系统关键件的跌落破损评价
被引量：
2
9
作者
段宁宁
余立
机构
福建师范大学福清分校海洋与生化工程学院
食品软塑包装技术福建省高校工程研究中心
出处
《噪声与振动控制》
CSCD
2019年第1期186-191,共6页
基金
食品软塑包装技术福建省高校工程研究中心资助项目(G1-KF1603)
文摘
建立考虑关键件的斜支承系统模型,基于系统跌落冲击动力学方程,利用4阶Runge-Kutta法,以系统参数、跌落冲击初始速度、支承角或频率比或系统阻尼比作为三个基本参量,获得关键件跌落破损边界,探讨支承角、频率比、系统阻尼比等对关键件跌落破损边界的影响规律。评价结果显示:较小的支承角或较大的频率比有利于扩大系统关键件的未损坏区;系统阻尼比存在最优值,恰当地选择阻尼比可改善斜支承系统的抗跌落冲击性;为使斜支承系统获得理想的减振和抗跌落冲击性能,需综合考虑内装物主体等效刚度系数、弹簧原长等参数。
关键词
振动与波
关键件
斜支承系统
跌落破损边界
系统阻尼比
抗跌落冲击性
Keywords
vibration and wave
critical
components
tilted
support
spring system
dropping damage boundary
damping ratio
of
the system
dropping shock resistant characteristics
分类号
O322 [理学—一般力学与力学基础]
TU352 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
飞机轮胎-湿滑道面相互作用SPH算法仿真分析
蔡靖
黄钰岱
李琪
李岳
戴轩
《北京航空航天大学学报》
北大核心
2025
2
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职称材料
2
飞机动载作用下轮胎-积水道面相互作用分析
蔡靖
沈詟
周宁
李岳
范怡飞
《空军工程大学学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
3
基于分区支承力学模型的综放工作面顶板矿压演化与压架预测
徐刚
张春会
蔺星宇
迟国铭
范志忠
于永江
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
16
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职称材料
4
坚硬顶板大采高工作面压架事故及支架阻力分析
郭卫彬
刘长友
吴锋锋
杨培举
吴升富
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014
55
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职称材料
5
松散含水层下上提工作面压架因素敏感性分析与压架预防
李迎富
华心祝
杨科
李志华
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
5
在线阅读
下载PDF
职称材料
6
综放工作面覆岩破断和压架的试验研究及预测模型
徐刚
张春会
于永江
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
10
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职称材料
7
大倾角走向长壁伪俯斜采场支架稳定性分析
伍永平
杨玉冰
王同
王红伟
田双奇
冯坤
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022
13
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职称材料
8
冲击地压和瓦斯突出复合灾害发生机理研究
李忠华
张莹
梁影
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2021
9
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职称材料
9
斜支承系统关键件的跌落破损评价
段宁宁
余立
《噪声与振动控制》
CSCD
2019
2
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职称材料
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