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题名大采高综放工作面支架动态响应特征研究及应用
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作者
蔺星宇
徐刚
张震
高晓进
刘晓刚
刘前进
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机构
中煤科工开采研究院有限公司
天地科技股份有限公司开采设计事业部
煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室
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出处
《煤炭学报》
北大核心
2025年第S1期177-191,共15页
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基金
天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项项目(2023-2-TD-ZD003)
中煤科工开采研究院有限公司“科技创新基金”资助项目(KCYJY-2023-QN-05)。
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文摘
采场支架动态响应特征包含支架增阻、活柱下缩等信息,是反映工作面矿压显现强度的重要指标,也是研究支架与围岩动态相互作用关系的基础。以曹家滩煤矿122108工作面为例,采用理论分析、数理统计等方法,明晰回采过程支架动态响应特征,揭示不同承载阶段支架增阻机制,实测分析工作面压裂前后矿压显现特征,并开展了来压前后支架增阻特性研究与应用。结果表明:在连续多个循环中,支架呈“高阻力且活柱持续下缩”特征则说明工作面来压,可利用支架下缩信息评价历次来压的显现强度;顶板未断裂时,运用广义开尔文模型能较好地表征该时期顶板的缓慢活动;顶板断裂后,给定变形阶段支架呈对数型增阻,增阻速率由支架刚度、控顶距、断裂顶板失稳状态共同决定,给定载荷阶段支架呈指数或线性型增阻;采用支架工作阻力与高度双因素分析法能准确判断强矿压工作面矿压显现特征,压裂后工作面30 m以上大来压步距占比大幅减小,10~28 m来压持续距离占比降至2%,支架累计下缩量、下缩速度正态分布曲线整体降低;支架增阻类型、增阻速率的变化是判断工作面来压与否的一个显著特征,可作为预测工作面来压的新手段;运用支架均化增阻结果可预测顶板压力、反演顶板宏观下沉变化。以上研究成果对于完善支架与围岩的相互作用关系,指导工作面顶板灾害预警与防治具有一定的参考意义。
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关键词
支架动态响应
支架与围岩作用关系
强矿压
来压周期
支架增阻
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Keywords
dynamic response of support
relationship between support and surrounding rock
strong mine pressure
compressing period
support resistance increasing
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分类号
TD353
[矿业工程—矿井建设]
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