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帶您看鋁合金懸臂結構運動對端面漏冒的影響

時間:2020-05-07作者:上海德思泰電器有限公司

上海德思泰小編給大家分享鋁合金懸臂結構運動對端面漏冒的影響,鋁合金懸臂梁的一端為不產生軸向、垂直位移和轉動的固定支座,另一端為自由端(可以產生平行于軸向和垂直于軸向的力)。


綜采工作面的端面漏冒不僅與頂板巖性、構造和裂隙發育以及支護工況有關,還與關鍵層破斷塊體的回轉運動密切相關。特大采高綜采工作面覆巖第1層關鍵層易破斷進入垮落帶而形成“懸臂梁”結構,不同于低采高綜采工作面關鍵層穩定鉸接的“砌體梁”結構,由于其破斷塊體后方無水平的側向約束力,它將無法形成自穩的承載結構;當支架初撐力不足以平衡該“懸臂梁”破斷塊體及其上覆垮落帶巖層的載荷時,易造成該塊體發生失穩錯動而切割直接頂,從而導致貫穿式的端面漏冒的發生。


“鋁合金懸臂梁”結構運動對端面漏冒的作用機理

在特大采高開采條件下,覆巖第1層關鍵層常易直接進入垮落帶而破斷形成“鋁合金懸臂梁”結構,該結構的運動狀態顯然將與一般低采高情況下關鍵層“砌體梁”結構的運動狀態有所不同,從而對下部直接頂的作用效果也將不同。因此,下面針對特大采高綜采工作面覆巖關鍵層特 有 的“鋁合金懸臂梁”結構形態,分析其破斷運動對端面漏冒的作用機理。

  當關鍵層懸露一定長度而發生斷裂時,其斷裂線一般會超前工作面一定距離;此時,由于煤壁前方煤巖體的限制作用,關鍵層斷裂塊體僅能發生較小角度的回轉,并達到暫時穩定的狀態;與此同時,直接頂也會在斷裂塊體回轉擠壓的作用下,在關鍵層斷裂線及工作面端面附近分別產生拉斷區和壓縮變形區( “兩區”)。隨著工作面的繼續推進,關鍵層斷裂塊體的回轉角逐漸加大,“兩區”的范圍也隨之增大,同時伴隨著壓縮變形區導致的端面漏冒。當工作面推過關鍵層斷裂線時,由于后方已斷塊體A是直接垮落至采空區的,它無法對前方破斷塊體B形成側向的約束作用,因此塊體B回轉過程中將始終無法形成自穩的承載結構;當工作面移架過程中支架初撐力不夠或塊體B上覆的載荷較大時,該塊體將沿斷裂線發生失穩錯動,從而導致直接頂“兩區”的貫通,形成最危險的貫穿式端面漏冒現象。而在此過程中支架阻力也會隨頂板巖層的下沉而急速增長,當其阻力足以平衡關鍵層“鋁合金懸臂梁”破斷塊體B及其上覆垮落帶巖層的載荷時,塊體B將可達到穩定。由于此過程持續的時間較短,因此,雖然塊體B發生了失穩錯動,但其反映到支架活柱上的下縮量將不明顯。 

  特大采高綜采工作面端面漏冒機理的模擬

為了驗證上述有關特大采高綜采工作面關鍵層“懸臂梁”結構對端面漏冒影響的理論分析,同時也對提高支架初撐力控制端面漏冒的效果進行驗證,采用UDEC數值模擬軟件進行了實驗。模型采用摩爾- 庫侖本構關系,并根據52304工作面的開采條件將各巖層進行簡化;模型走向長300m,高度50m,煤層厚度7m;模型兩端采用位移約束固定邊界,上部未鋪設的巖層質量以均布載荷的方式施加在模型頂界面。模型計算時,根據支架初撐力的不同分別對P0=800,1200和1600kPa三種方案進行了模擬。


以上是上海德思泰電器有限公司給大家帶來的分享,您有鋁合金懸臂需求歡迎來電咨詢。

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