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2021年第10期
2021-10-11
47

基于压力拱理论的螺旋钻机开采单层钻孔参数优化

  • 作者:

    曲俊霖
    王继仁
    韩新平
    南存全
  • 关键词:

    螺旋钻机
    煤柱有效宽度
    压力拱
    露天开采
  • 作者单位:

    辽宁工程技术大学 矿业学院

摘要

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摘要:

为科学设计某矿螺旋钻机钻孔布置参数,根据钻孔周围应力分布特点,提出相邻钻孔间煤柱有效宽度的确定方法,确定单层钻孔排布关键参数;结合压力拱理论,提出以永久隔离煤柱中点处应力集中系数为永久隔离煤柱宽度合理性的判定标准;利用正交试验法设计9组正交试验方案,运用有限元差分软件进行数值模拟,基于压力拱理论分析模拟结果,选取最优方案。结果表明:较小的相邻钻孔间煤柱宽度使钻孔上原本各自独立的压力拱形成1个压力拱,关键层能有效地限制压力拱外边界高度,永久隔离煤柱能有效消除相邻钻孔群间影响;所提出的相邻钻孔间煤柱有效宽度确定方法适合螺旋钻机开采参数设计;方案9,即相邻钻孔数目25个,相邻钻孔间煤柱宽度1 m,永久隔离煤柱宽度10 m,关键层下围岩较稳定,监测煤柱内塑性区宽度与有效宽度比值0.4,永久隔离煤柱中点处应力集中系数1.382,相比之下,该方案属最优。

曲俊霖,王继仁,韩新平,等.基于压力拱理论的螺旋钻机开采单层钻孔参数优化[J].煤炭科学技术,2021,49(10):71-77. QU Junlin,WANG Jiren,HAN Xinping,et al.Study on optimization of single-layer drilling parameters based on pressure arch theory in auger drilling[J].Coal Science and Technology,2021,49(10):71-77.

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