工作面推进速度对采场前支承压力的影响研究_汪大宇

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1、第33卷第03期煤炭技术Vol.33No.032014年03月CoalTechnologyMar.2014doi:10.13301/j.cnki.ct.2014.03.038工作面推进速度对采场前支承压力的影响研究汪大宇（煤炭工业合肥设计研究院，合肥230041）摘要：为了研究工作面推进速度对采场前支承压力的影响规律，以弹性地基梁为力学模型，从动力学的微分方程出发，系统研究了不同工作面推进速度采场前支承压力的三维分布形态。通过与数值模拟比较证明支承压力的力学表达式是可靠的。关键词：弹性基础梁；支承压力；工作面推进速度；数值模拟中图分类号：TD323文献标志码

2、：A文章编号：1008－8725（2014）03－0094－03StudyofImpactofMiningRateonAbutmentPressureofStopeWANGDa-Yu（HefeiDesignResearchInstituteofCoalIndustry，Hefei230041，China）Abstract:Inordertostudytheadvanceofthestopeaboutabutmentpressureofface,systematicallystudiesthedistributivelawoffrontabutmentpres

3、surebyanalyzingtheoryaboutdifferentfaceadvancerate.Theresultsshowthattheoreticalanalysisisconsistentwiththeactualmeasuring.Keywords:elasticbasebeam；abutmentpressure；miningrate；numericalsimulation0引言边界条件因为在坐标原点x=0处的弯矩目前关于采场前支承压力的研究专家通过数值12M（0）=－ql模拟、理论分析、采用各种现场实测手段取得了很多2的研究成果，但很少有学者

4、研究采场开采参数对采剪力场前支承压力的影响。本文采用理论分析和数值模T（0）=ql-βx拟的方法来研究工作面长度、工作面推进速度对采1q结果得y（x）=e（Acosβ2x+Bsinβ2x）+场前支承压力的影响规律。k1采场前支承压力的理论研究-11ql2,-2β1β2β12－β22，-11ql22EI2EI工作面推进过程中，老顶处于悬漏状态使得123231煤壁前方形成支承压力区，现假设煤层为连续弹-ql3β2β1－β23β1β2－β1，-qlEIEIA=B=（3）性体，以弹性地基梁为基础建立如下力学模型，见β2－β2，-2βββ2－β2，-2ββ121212

5、12图1所示。3ββ2－β3，3ββ2－β33ββ2－β3，3ββ2－β3121212121212q22kmvkmvβ1=-β2=+姨姨4EI4EI姨姨4EI4EIO′OXX′式中v——采煤工作面的推进速度；vty′yk——地基基础的刚度，MN/m；图1采场前支承压力计算力学模型q——老顶上的均布力；取动系xoy,它与老顶上覆岩层的分布力q（x）m——单位长度老顶的质量，kg；一起相对任意选定的不动坐标系x′oy′以匀速v移x——采场前方距离工作面距离，m；动，弹性基础连续梁静变位的微分方程为l——工作面宽度，m；4EIdy+ky=q（x）（1）σy——煤层

6、所受的支承压力。4dx弹性支承压力区各点的沉降与支承压力（地基式中EI——老顶梁的刚度，MN/m；反力）值成正比，即k——基础的刚度，MN/m，即产生单位变形-βx1所施加在单位梁上的载荷；σy=ky（x）=ke（Acosβ2x+Bsinβ2x）+q（4）q（x）———老顶上的均布力。2工作面推进速度对采场前支承压力的影响实例根据（1）式如果加上老顶的惯性力,结合牛顿第淮南矿业集团顾北煤矿1252（1）工作面，工作二定律，则得到梁的动力学微分方程面走向长度1610m，宽度为240m，埋深为-575m。42工作面南部（第五勘探线以南）伪顶常为炭质泥岩或鄣y鄣y

7、EI+m+ky=q（x，t）（2）42泥岩，厚度0.05~0.2m，北部（第五勘探线以北）伪顶鄣x鄣t94第33卷第03期工作面推进速度对采场前支承压力的影响研究——汪大宇Vol.33No.03缺失；直接顶为中细砂岩,厚度1.2~5.0m，f=6.0～7.0；时间，因此模拟推进相同距离的情况下运行不同的南部以砂质泥岩为主，f=5.5～6.0，由南向北含砂量增步数就可以间接反应不同的速度。当计算步数较少加；老顶为中细砂岩，厚度在10~16m之间，f=7～8，时，间接说明工作面的推进速度较快，相反当数值模北部较厚，南部较薄；直接底为泥岩，常夹1层煤线，拟的计算步

8、数较多时，说明推进相同的距离时间较厚度一般为0.4m