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浅埋煤层采场矿压规律及支架合理工作阻力研究
浅埋煤层采场矿压规律及支架合理工作阻力研究
摘要：
随着矿井深度的增加和采煤规模的扩大，浅埋煤层采场的矿压问题日益突出。为了有效控制矿压并确保采场的安全稳定，对浅埋煤层采场矿压规律及支架合理工作阻力进行研究具有重要意义。本文通过对浅埋煤层采场矿压规律和支架工作阻力的机理进行分析，提出了一种支架合理工作阻力的计算方法，并对实际工程中的应用进行了验证。
关键词：浅埋煤层；采场；矿压；支架；工作阻力
一、引言
浅埋煤层采场是指埋藏深度较浅的煤矿采场，这类采场的矿压问题常常引起工程事故，给生产带来了很大的困扰。要解决这一问题，需要对浅埋煤层采场的矿压规律进行深入研究，并提出相应的支架设计与支架合理工作阻力的计算方法。
二、浅埋煤层采场矿压规律
1.煤体力学性质
煤体的物理性质和力学性质对矿压规律起到了重要的影响。煤体的密度、弹性模量、抗压强度和剪力强度等参数需要进行准确测定，以便进行矿压计算和支架合理工作阻力的确定。
2.煤层应力状态分析
在浅埋煤层采场中，煤体受到来自地上和地下的应力作用，煤层应力状态的分布是研究矿压规律的关键。通过应力分析和数值模拟等方法，可以得出不同深度和不同采场条件下煤层应力状态的分布规律，以便合理设计采场支架的工作阻力。
3.矿压演化过程
煤层采场的矿压主要由煤岩体变形和煤岩体内部结构破坏所引起。矿压演化过程是采掘过程中矿压变化的规律，了解矿压演化过程对于合理选取支架工作阻力具有重要意义。
三、支架合理工作阻力研究
1.支架工作阻力的机理
支架的工作阻力主要由支架的变形和支架与煤岩体之间的摩擦阻力两部分组成。支架的变形产生的能量损失是工作阻力的重要来源，而支架通过与煤岩体之间的摩擦产生的阻力是支持煤岩体的关键。
2.支架合理工作阻力的计算方法
为了确定支架的合理工作阻力，需要考虑煤岩体的力学性质、支架结构特点、各个部分的变形及其相互作用等因素。本文通过分析支架的受力情况，提出了一种基于有限元模拟的支架合理工作阻力计算方法，并通过实际工程的应用进行了验证。
四、实例分析
通过对某浅埋煤层采场支架系统的应力分析和支架合理工作阻力的计算，得出了支架的合理工作阻力范围，并对支架系统进行了优化设计，最终达到了安全、稳定和高效的采场运营。
五、结论
本文对浅埋煤层采场矿压规律及支架合理工作阻力进行了研究，通过分析矿压规律和支架工作阻力的机理，提出了一种支架合理工作阻力的计算方法，并通过实际工程验证了该方法的有效性。对于浅埋煤层采场的安全稳定运营具有重要指导意义。
参考文献：
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