长壁工作面采场围岩铰接薄板组力学模型研究

巷道围岩结构的力学模型一、引言巷道是地下工程中常见的施工形式，其围岩结构对工程的安全和稳定性起着重要作用。

为了研究巷道围岩结构的力学行为，提高巷道的设计和施工质量，人们提出了一系列力学模型。

本文将介绍巷道围岩结构的力学模型及其应用。

二、刚体力学模型巷道围岩结构最简单的力学模型是刚体力学模型。

在该模型中，围岩被视为刚体，不考虑其变形和开裂。

这种模型适用于围岩较坚固、没有明显变形的情况。

通过刚体力学模型，可以分析巷道的稳定性和受力情况，为巷道的支护设计提供依据。

三、弹性力学模型弹性力学模型是对围岩结构进行弹性变形分析的模型。

在这种模型中，围岩被视为弹性体，符合胡克定律。

通过弹性力学模型，可以分析巷道围岩的应力分布、变形和开裂情况，为巷道的支护设计提供更精确的依据。

四、塑性力学模型塑性力学模型是对围岩结构进行塑性变形分析的模型。

在这种模型中，围岩被视为具有一定塑性变形能力的材料，考虑了围岩的强度和变形特性。

通过塑性力学模型，可以分析巷道围岩的破坏机制和塑性变形区域，为巷道的支护设计提供更可靠的依据。

五、岩体力学模型岩体力学模型是对围岩结构进行综合力学分析的模型。

在这种模型中，考虑了围岩的岩石力学性质、结构面等因素。

通过岩体力学模型，可以分析巷道围岩的强度、变形和断裂等特性，为巷道的支护设计提供全面的依据。

六、数值模拟模型数值模拟模型是一种基于计算机仿真的力学模型。

通过建立巷道围岩的有限元模型或离散元模型，对巷道进行力学分析和模拟，可以预测巷道围岩的稳定性、变形和破坏情况。

数值模拟模型具有较高的精度和灵活性，已成为研究巷道围岩力学行为的重要工具。

七、模型应用巷道围岩结构的力学模型在工程实践中得到了广泛应用。

通过力学模型的分析，可以评估巷道的稳定性，确定合理的支护措施并优化设计方案。

此外，力学模型还可以指导巷道施工过程中的安全管理和监测，及时预警并采取措施应对潜在的风险。

八、结论巷道围岩结构的力学模型是研究巷道力学行为的重要工具，通过不同的模型可以分析巷道围岩的稳定性、变形和破坏情况。

《采矿学》习题集（徐永圻主编. 采矿学. 徐州: 中国矿业大学出版社，2003）总论1. 《采矿学》研究的基本内容是什么？2. 井田内的划分？阶段与水平的基本概念？采区、盘区、带区的基本概念？3. 矿井开拓、准备及回采的含义及作用是什么？4. 何谓采煤方法？5. 我国较广泛采用的采煤方法有哪几种？应用及发展概况如何？6. 简要说明《采矿学》各分支学科研究的主要内容及方向。

第一篇长壁采煤工艺第一章长壁工作面矿山压力显现规律1. 解释最大、最小控顶距，放顶步距，伪顶，直接顶，基本顶，矿山压力，矿山压力显现的概念。

2. 什么叫支承压力？工作面周围支承压力的分布规律如何？影响支承压力分布的主要因素是什么？3. 简述长壁工作面顶板来压的一般规律？初次来压和周期来压步距的估算方法是什么？4. 试述工作面来压预报的机理和方法。

5. 简述直接顶、基本顶、底板的分类方法和分类指标。

6. 采高、控顶距、工作面长度、推进速度、倾角对工作面矿山压力显现的影响如何？7. 简述长壁工作面覆岩移动的一般规律。

为什么要研究裂隙带岩体的移动结构？8. 试述压力拱结构、砌体梁结构、传递岩梁结构、悬梁结构、假塑性梁结构的异同点及适用条件。

第二章破煤、装煤原理及装备1. 简述影响破煤的煤层物理机械性质有哪些？2. 简述爆破落煤的炮眼布置及其适用条件？3. 试述采煤工作面的装药结构和爆破工艺？4. 试述截齿破煤过程？刀形齿和镐形齿的优缺点？5. 什么是左、右螺旋滚筒？其旋转方向为什么是固定的？6. 螺旋滚筒的主要参数有哪些？它们对装煤效果的影响如何？7. 薄煤层采煤机有何特殊要求？为什么？8. 刨煤机有几种？各有何优缺点？适用条件如何？9. 试述采煤机选型原则。

影响采煤机选型的主要因素有哪些？第三章煤的运输及装备1. 简述刮板输送机的主要组成部分与运送煤炭的工作原理和使用范围。

2. 简述工作面刮板输送机的类型、优缺点与适用条件。

3. 工作面刮板输送机运转时应注意的主要事项有哪些？4. 试述桥式转载机的转载原理。

1．什么是矿山压力和矿山压力显现？答：地下岩体被采动以前，在其自重的作用下形成的原岩应力是处于平衡状态的。

当在煤、岩体内开掘巷道或进行回采工作时，就会破坏原来的应力平衡状态，引起岩体内的应力重新分布。

这种由于矿山开采活动的影响，在巷硐周围岩体中形成的和作用于巷硐支护物上的力定义为矿山压力。

由于矿山压力的作用在巷道、回采工作面引起的一系列力学现象，如围岩的变形或挤入巷道，岩体破坏、移动或冒落，煤体被压碎、片帮或突然抛出，支架的变形或破坏，充填物产生压实，岩层和地表的移动或塌陷等，这些由于矿山压力作用使巷硐周围岩体和支护物产生的种种力学现象，统称为矿山压力显现，简称为矿压显现。

第二章矿山岩体的原岩应力及其重新分布一、内容提要1 ．岩体内原岩应力的概念岩体内形成原岩应力的主要原因有两种，由于岩体自重而引起的自重应力和由于地质构造运动而引起的构造应力。

自重应力是形成岩体垂直应力和水平应力的根本原因。

构造应力主要是指水平应力。

在矿山地质构造简单地区的岩体可能只有自重应力，在地质构造复杂地区的岩体中可能同时有自重应力和构造应力存在。

二、习题1．什么叫原岩应力状态，对原岩应力状态有几种假说？答：地壳中没有受到人类工程活动影响的岩体叫做原岩。

原岩的原始应力状态。

原岩所处的应力状态叫做原岩的原始应力状态。

关于原岩的应力状态有两种假说：（1）弹性假说，认为岩体处于弹性状态，其受力与变形的关系附合虎克定律，在垂直应力作用下将在岩体中引起水平应力的作用，其侧压系数λ＝0.25～0.43。

（2）静水应力状态假说，认为在地下深处的岩体由于长期的地质作用和岩石的拐变作向应力和垂直应力趋于相等，即侧压系数λ=1。

第三章 回采工作面上覆岩层活动规律及其分析一、内容提要1．老项岩层的梁式平衡回采工作面自开切眼向前推进一段距离以后，直接顶开始垮落，老顶悬露于采空区之上而未折断，类似于一端由工作面前煤壁支撑，另一端由边界煤柱支撑的两端固定的梁。

立志当早，存高远
有关采场上覆岩层活动规律的假说
自从采用长壁工作面开采以来，上覆岩层中是否存在着大结构，以及此结构是什么形式，一直是采矿科学研究的重要课题。

是什么形式，一直是采矿科学研究的重要课题。

1.压力拱假说
它是由德国人哈克和吉里策尔于1928 年提出的。

该假说认为：
长壁采煤工作面自开切眼起就形成压力拱，此后，拱随着工作面的推进而扩大，直至拱顶达到地表为止。

在工作面前后煤体中形成的前拱脚a，后方跨落岩石则形成后拱脚b，a、b 均为应力增高区，工作面则处于应力降低区，支架承受的载荷仅为上覆压力拱内的岩石重量。

优点：能解释围岩卸载的原因；
缺点：未能说明岩层变形、移动和破坏的发展过程以及支架与围岩的相互关系。

2.悬臂梁假说
它是德国的施托克于1916 年提出的。

该假说认为：
工作面和采空区上方的顶板可视为梁，它一端固定于岩体内，另一端则处于悬伸状态，当悬伸长度很大时，发生有规律的周期性折断，从而引起周期来压，靠近煤壁处顶板下沉量最小，表现的顶板压力也小。

3.预成裂隙假说
由比利时学者A-拉巴斯于1850 年提出的。

“三软”厚煤层综采开采三维力学特征的采厚效应[摘要]针对开滦矿区复杂的三软煤层开采条件，以开滦某矿工作面的地质条件为例，运用计算机flac3d数值模拟软件系统，模拟不同煤层开采高度（4.0m、6.0m）的力学特征的采厚效应。

研究表明：不同开采高度采场围岩的矿压显现差异明显。

在综采开采过程中，覆岩破坏程度和发展高度一般均随采高增减而增减。

随着采高的增加，开采扰动的范围和支承压力分布的范围扩大，支承压力的强度也增大，且峰值的位置超前煤壁的距离增大。

由于超前煤壁的影响范围增加，有利于缓解瓦斯积聚和弹性力的能量，从而降低煤与瓦斯的动力灾害的可能性。

[关键词]三软煤层数值模拟不同采高覆岩破坏支承压力中图分类号：td 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）08-220-01在一定地质条件下，尤其是在三软特厚煤层开采过程中，采高是影响上覆岩层破坏状况的重要因素之一。

大量的研究成果和生产实践证明[1～4]，随着一次采高的增加综采工作面矿压显现及围岩应力分布都不同于综采工作面。

因此，本文针对于开滦矿区复杂的地质条件，运用flac3d数值模拟软件，研究在综采过程中采高对顶底板活动规律及矿压显现规律的影响。

1 开采工作面地质条件开滦矿区某矿主采煤层埋藏深度-616m～656m，煤层平均厚度5.54m，正常段厚为5.0m～6.5m，煤层倾角为5-13°，。

直接顶为砂质泥岩，厚度4.35m，老顶为中细砂岩，厚度8.55m，直接底为砂质泥岩，厚度3.65m。

工作面走向布置长1382m，倾斜长为175m，为走向长壁水平开采。

2 数值模拟根据flac3d建模的原则，本次数值计算模型采用mohr-coulomb 屈服准则判断岩体的破坏，模型的走向长250m，倾向长为350m，高度150m。

模拟开采高度分别为4m和6m，模拟开挖90m，在距煤壁前方4m、16m、30m、50m煤层中沿倾向布置观测线，以观测记录推进过程中煤壁前方支承压力的变化分布。

精选采矿工程专业论文题目采矿工程专业承担推进采矿技术的发展，使采矿工程符合安全、经济、高效的高质量水平的理论研究。

下面我们就来探讨一下有关采矿工程的论文题目。

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长壁工作面开采矿压理论研究摘要: 在结合大量文献基础上,对长壁工作面开采矿压理论进行了研究。

具有一定的历史地位和代表性的矿压理论主要包括掩护拱理论、掩护梁理论、薄岩板理论以及关键层理论。

掩护拱理论包括自然平衡拱和压力拱理论；掩护梁理论包括预成裂隙梁理论、悬臂梁理论、弹性基础梁理论、铰接岩块理论、砌体梁理论和传递岩梁理论。

并对理论的优点和缺点进行了阐述。

研究结果对煤矿生产实践具有重要的指导意义。

关键词: 矿山压力; 矿压理论；长壁工作面ABSTRACT: On the basis of a lot of literature, the coal mining theories on long wall coalface are studied. the representative of the mine pressure of having a certain historical status and theories mainly includes cover arch theory 、cover beam theory、thin plate theory and the key strata theory. Natural balance arch theory and pressure arch theory are included in cover arch theory; preliminary crack beam theory, the cantilever beam theory, the elastic foundation beam theory, articulated rock theory, masonry beam theory and transfer YanLiang theory are included in cover beam theory. And the advantages and disadvantages of the theory are discussed.The results of the study have great significance to coal mine production.Key Words: underground pressure; underground pressure theories；long wall coalface引言在未受到人类工程活动影响的地下岩体称为原岩体。

矿山压力与压力控制习题第0章绪论1、顶板事故频繁发生的基本原因是什么?答：顶板事故频繁发生的基本原因是：（1）没有很好地研究和掌握各个具体煤层需要控制的岩层范围及其运动的规律（包括运动发生的时间和条件等），顶板控制设计缺少基础；2）没有深入地研究和掌握各种类型支架的特性，特别是在生产现场所能达到的实际支撑能力。

没有解决好针对具体煤层条件选好和用好支护手段方面的问题；3）没有更好地揭示支架与顶板运动间的关系，达到正确合理的选择控制方案。

2、矿山压力与岩层控制研究的主要任务是什么?答、矿山压力与岩层控制研究的主要任务为：（1）研究随采场推进在其周围煤层及岩层中重新分布的应力（包括应力大小及方向等）及其发展变化的规律。

该应力的存在和变化是煤及岩层变形、破坏和位移的根源，也是采场及周围巷道支架上压力显现的条件。

搞清分布在煤层及各个岩层上的应力状况，揭示它们随采场推进及岩层运动而变化的规律，是采场矿山压力研究的重点。

（2）研究采场支架上显现的压力及其控制方法。

包括压力的来源、压力大小及与上覆岩层运动间的关系、正确的控制设计方法等。

（3）研究在采场周围不同部位开掘和维护的巷道的矿山压力显现及其控制办法。

包括不同时间开掘的巷道压力的来源、巷道支架上显现的压力大小及其影响因素、以及支架与围岩运动间的关系等。

（4）控制采动岩层活动的主要因素分析。

从十分复杂的采动岩层活动中建立采动岩层的结构力学模型，从而展开对采场顶板矿压、采场突水、岩层移动及地表沉陷规律等进行系统描述。

（5）深部开采时采场支承压力分布、岩层结构及运动特点、围岩大变形的控制机制等。

3、矿山压力与岩层控制研究历史上主要存在几种假说？并叙述各假说的内容及优缺点？答：（1）掩护“拱”假说掩护拱假说的基本观点是：①采动形成的工作空间是在一种“拱”的结构掩护之下；② “拱”结构承担上覆岩层的重量，通过拱脚传递到煤层及岩体上的压力及由此在煤及岩体中形成的应力，是煤及岩层破坏的原因，也是“拱”结构本身向外扩展的条件；③采场空间的支护仅承受拱内已破坏岩层的岩重，支架是在由“拱”的结构尺寸所圈定的破碎岩石荷重下工作—即在一定的载荷条件下工作，支架上显现的压力大小与支架本身的力学特性无关。

煤层长壁工作面顶板来压步距和来压强度计算预测
作者：孙建伟
来源：《山东工业技术》2017年第09期
摘要：根据顶板破坏全过程的基本规律，通过弱化爆破、预先改变顶板的整体结构和力学性态，充分发挥和利用支承压力的破煤作用，使预先弱化、支承压力和支架反复支撑的作用相互协调配合，最终达到有效控制顶板垮落和破碎特征、保证安全的目的。

关键词：煤层；长壁工作面；顶板来压；步距；来压强度；计算预测
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.09.066
1 工程概况
本井田为石炭二迭系含煤地层，由本溪组、太原组、山西组组成，煤系地层总厚度为225.08m，煤层总厚16.80m，含煤系数为7.46%。

可采及局部可采煤层7层，总厚10.27m，含煤系数为4.56%。

下组煤主要是指在开采过程中，受奥灰水威胁较大的下架、大青、小青三个煤层，现将各可采煤层和局部可采煤层的煤层特征及其分布规律分述如表1（由上到下）。

该煤矿9#煤层顶底板岩层物理力学性质测定结果如表2。

2 综采面围岩的力学模型
2.1 煤层长壁工作面顶板来压计算基本初始参数表
根据9#煤层井下顶板岩层钻孔取样和水观4号、8310号钻孔等地质资料，以及9#煤层顶底板岩层物理力学性质测定指标、煤层赋存条件和开采技术条件，9#煤层坚硬顶板矿压规律理论计算的基本初始参数如表3。

3 结束语
火成岩坚硬顶板综放采场在时间和空间上具有连续动态性，预先弱化是顶板破坏全过程的一个重要子系统，预先弱化的实质就是人为地预先使坚硬顶板的整体强度降低。

煤矿科技论文目前的社会进步的全新形式之下，煤矿科技的不断进步及日渐完善最终是采矿科技发展的主题。

下面是店铺整理的煤矿科技论文，希望你能从中得到感悟!煤矿科技论文篇一煤矿开采科技探讨摘要：目前的社会进步的全新形式之下，煤矿开采科技的不断进步及日渐完善最终是采矿科技发展的主题。

在不断进步的采煤工艺下，逐渐探索多层次、多样化的采煤工艺，创建独具独特的采煤工艺理念。

我们国家的采煤办法逐渐变得成熟起来，放顶煤采煤的运用也在不断的发生变化，运用水准和理念探究的广泛度也在不断的提升。

文章针对煤矿开采科技进行相关论述。

关键字：煤矿开采;科技中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1 采煤方法和工艺开发煤矿高效集约化生产科技、创建生产高集中、高可靠性的高产高效矿井开采科技来提升工作面单产和生产集中化为核心,以便于提升高效率和经济利益为总体目标，探究研发在不同条件下的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺,简单、高效、可靠的生产系统和开采布置,生产过程监控与科学管理等相互配套的成套开采科技,发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化,进步改进工艺和装备,提高应用水平和扩大应用范围,提升采煤机械化的程度和水准。

1.1 开发“埋深浅、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套科技”,需消除一下几方面的科技难题。

硬顶板控制科技,研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制科技,主要通过岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理科技,使直接顶能随采随冒,提高顶煤回收率,且基本顶能按定步距垮落,既有利于顶煤破碎,又保证工作面的安全生产。

硬厚顶煤控制科技,研究开发埋深浅、支承压力小条件硬厚顶煤的快速处理科技,包括高压注水压裂科技和顶煤深孔预爆破处理科技,使顶煤体能随采随冒,提高其回收率。

顶煤冒放性差、块度大的综放开采成套设备配套科技,研制既有利于顶煤破碎和顶板控制。

又有利于放顶煤的新型液压支架,合理确定后部置输送机能力。

两硬条件下放顶煤开采快速推进科技,研究合适的综放开采回采工艺,优化工序,缩短放煤时间,提高工作面的推进度,实现高产高效。

巷道围岩结构的力学模型
巷道围岩结构是矿山、隧道等地下工程的重要组成部分，其力学性能是影响工程安全和经济效益的关键因素之一。

本文介绍了巷道围岩结构的力学模型，包括其受力分析、变形特征、破坏模式等方面。

具体内容如下：
1. 巷道围岩结构的受力分析
介绍了巷道围岩结构的受力情况，包括其所受的自重力、支护力、地压力等。

分析了这些力对巷道围岩结构的影响，如何对其进行评价和分析。

2. 巷道围岩结构的变形特征
巷道围岩结构在受力作用下会发生变形，包括横向收敛、纵向伸长、侧向位移等。

介绍了巷道围岩结构的变形特征及其对工程的影响。

3. 巷道围岩结构的破坏模式
巷道围岩结构在受力作用下可能发生破坏，包括决策破坏、弯曲破坏、剪切破坏等。

介绍了这些破坏模式及其对工程的影响。

4. 巷道围岩结构的力学模型
基于上述分析，介绍了巷道围岩结构的力学模型，包括其力学参数、力学方程、有限元模拟等。

这些模型可以用于分析巷道围岩结构的力学性能和预测其破坏行为，对工程设计和施工具有重要意义。

总之，本文详细介绍了巷道围岩结构的力学模型，对从事地下
工程设计和研究的工程师和学者具有参考价值。

一、概述围岩稳定是地下工程建设中的重要问题，围岩压力拱与拱内铰接岩梁承载机制及控制技术是一项关键的研究内容。

围岩压力拱是指在地下工程中，由于外载荷作用下围岩受到应力，形成的一种稳定结构。

而拱内铰接岩梁是指在拱足或拱顶处，由于围岩存在明显的开裂或岩体变形，使得拱内存在铰接或开裂的情况。

二、围岩压力拱与拱内铰接岩梁的承载机制1. 围岩压力拱的形成机制：围岩压力拱是由地下工程施工或运行过程中的外载荷作用引起的。

当地下工程承受外载荷时，围岩受到应力从而形成了压力拱。

其主要机制包括围岩受压、内力传递和支撑机构作用等。

围岩的地质条件、应力状态、裂隙结构等也会对围岩压力拱的形成和稳定性产生重要影响。

2. 拱内铰接岩梁的承载机制：拱内铰接岩梁是由于围岩存在较大的开裂或变形，导致拱内形成了开裂或铰接的现象。

这种情况下，拱内铰接岩梁的承载机制变得更为复杂。

此时，应力、变形和渗流等因素相互作用，影响着拱内铰接岩梁的稳定性和承载能力。

三、围岩压力拱与拱内铰接岩梁的控制技术1. 围岩压力拱的控制技术：（1）地质预报和勘探技术：通过地质勘探，了解围岩的地质情况，预测围岩的变形和开裂情况，为工程设计和施工提供参考依据。

（2）支护技术：采用合适的支护结构和材料，对围岩进行支护，增强围岩的稳定性和承载能力。

（3）应力分析与监测技术：通过数值模拟和现场监测手段，分析围岩受力情况，实时监测围岩的应力变化，实施相应的控制措施。

2. 拱内铰接岩梁的控制技术：（1）岩体预处理技术：对待开裂或变形的岩体进行预处理，加固或改良其物理性质，减少其对拱内的负面影响。

（2）结构加固技术：对拱内存在铰接或开裂的岩梁进行加固处理，改善其承载能力和稳定性。

（3）监测与预警技术：采用现场监测手段，实时监测拱内岩梁的变形、裂隙情况等，提前预警并实施应对措施。

四、结语围岩压力拱与拱内铰接岩梁的承载机制及控制技术是地下工程建设和运行过程中的关键问题。

通过深入研究、合理设计和科学施工，可以有效控制围岩的稳定性和承载能力，从而保障地下工程的安全和可靠运行。