沿空留巷顶板与充填体相互作用机理研究

"沿空留巷顶板与充填体相互作用机理" 沿空留巷是煤炭开采中的一种常见巷道布置方式，它是指在采煤工作面推进过程中，不进行巷道掘进，而是保留原有的巷道空间，以此减少巷道掘进量和煤炭损失。冯炜的文章深入探讨了沿空留巷顶板与充填体之间的相互作用机理，这对于理解和优化巷道稳定性及支护设计具有重要意义。 文章首先通过建立顶板与充填体的简化力学模型，来研究两者之间的相互作用。这种模型通常包括考虑顶板的受压状态、充填体的支撑效应以及两者之间的接触条件。顶板在煤炭开采过程中会受到矿压的影响产生变形，而充填体则起到支撑和填充的作用，防止顶板进一步下陷。两者的变形和应力状态相互影响，形成复杂的力学平衡系统。 接着，冯炜运用ANSYS这一强大的有限元分析软件，对不同工况下的计算方案进行模拟。通过模拟，可以得到顶板和充填体在不同荷载条件下的变形和应力分布，从而了解它们之间的动态响应和相互影响。ANSYS的后处理功能使得这些计算结果能够直观地呈现，便于分析。 研究发现，顶板与充填体的刚度和强度匹配是影响相互作用效果的关键因素。刚度匹配指的是顶板和充填体在承受压力时变形程度的协调性，而强度匹配则关乎二者在达到破坏临界点时的承载能力。适当的刚度和强度匹配可以有效地分散顶板压力，减小顶板的变形，提高巷道的稳定性。 冯炜的研究成果对于正确认识沿空留巷顶板与充填体的相互作用提供了科学依据。这些理论基础和分析方法可以指导巷道支护的设计，确保支护结构能够有效地支撑顶板，防止冒顶事故的发生，同时也有助于优化充填材料的选择和施工工艺，提升煤炭开采的安全性和经济效益。 关键词：沿空留巷；顶板与充填体；变形与应力；刚度和强度匹配 冯炜的论文对沿空留巷顶板与充填体的相互作用进行了详尽的分析，通过理论建模和有限元仿真，揭示了二者在力学性能上的匹配原则，为巷道支护设计提供了新的思路和实践指导。