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题名煤矿地下水库不同人工坝体结构抗震性能研究
被引量：18
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作者
曹志国
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机构
国家能源集团煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室
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出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第12期237-243,共7页
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基金
国家重点研发计划资助项目(2016YFC0501104)
煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室开放基金资助项目(SHJT-16-30.5)。
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文摘
作为新型地下工程构筑物,煤矿地下水库工程在西部神东矿区已得到成功应用。长期安全稳定运行是煤矿地下水库技术的核心要素之一。作为煤矿地下水库挡水构筑物的水库坝体,尤其是人工坝体,是煤矿地下水库安全运行的重要组成部分。为保证煤矿地下水库在极端条件(如矿震、地震等条件)的安全性,需对人工坝体结构进行抗震安全分析。人工坝体结构一般为平板型,考虑到矿震或地震条件下坝体结构的破坏通常为剪切破坏,为提高人工坝体的抗震性能,提出新型煤矿地下水库人工坝体结构—拱形人工坝体,对比分析了平板式和拱形人工坝体的受力状态;采用有限元方法,得到了震级烈度分别为7、8、9、10时的平板式人工坝体和拱形人工坝体的剪切应力与位移分布云图,对比分析了2种坝体的整体安全系数及可能破坏模式。结果表明:人工坝体的薄弱部位是其与煤岩体的接触部位;地下水库人工坝体受顶底板和周边煤岩体约束,在极端特殊工况条件下仍能保持较好的安全性能,地震烈度达到10时,拱形和平板式人工坝体安全系数分别为22.6和6.4;拱的作用使得煤柱对人工坝体的反作用力中产生了部分压应力,拱形人工坝体受到的部分矿震荷载传递至煤柱坝体,减少了由于矿震引起的人工坝体剪切应力,提高了拱形人工坝体的抗震性能,地震烈度10时拱形人工坝体安全系数是平板式人工坝体的3.5倍以上。
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关键词
煤矿地下水库
平板式人工坝体
拱形人工坝体
数值模拟
抗震安全性评价
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Keywords
coal mine underground reservoir
artificial plat dam
artificial arch dam
numerical stimulation
aseismatic performance assessment
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分类号
TD74
[矿业工程—矿井通风与安全]
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