望田煤矿垮落基本顶动态响应与影响因素分析

"望田煤矿垮落基本顶稳定前的动态响应分析" 文章深入探讨了望田煤矿在垮落基本顶稳定前的动态响应问题，这是一个关键的矿井安全议题，因为顶板稳定性直接影响到煤矿的安全生产。作者魏秀泉通过力学分析建立了一个垮落基本顶动态响应的数学模型，该模型能揭示不同参数对顶板振动的影响。 首先，研究发现顶板初次垮落振动的时间比周期垮落振动时间长0.25秒，这是由于垮落过程中的能量释放和消耗机制导致的。在0.5秒内，两种振动的能量消耗达到85%，这表明大部分振动能量在短时间内被转化为其他形式，如热能或声能。 其次，垮落步距对顶板振动的影响显著。每增加10米的垮落步距，顶板的最大振动位移就会增加10毫米。这意味着更宽的垮落步距会增加顶板的不稳定性，可能导致更大的振动，从而增加对矿井结构和人员安全的威胁。 再者，液压支架的阻尼系数也起到了关键作用。当支架阻尼系数增加一个单位时，顶板的最大振动位移减少7毫米。这显示了液压支架在控制顶板振动方面的重要性，更高的阻尼系数有助于吸收振动能量，减少顶板位移，提高稳定性。 此外，煤层厚度和冒落矸石的弹性模量是决定顶板振动响应的另外两个重要因素。当煤层开采厚度小于4米，或矸石弹性模量大于3.5GPa时，顶板振动响应显著降低。这可能是因为较薄的煤层和高弹性模量的矸石能更好地抵抗垮落带来的冲击，减少振动传递。 这些发现对于优化煤矿开采策略，尤其是制定防灾减灾措施具有重要意义。通过调整垮落步距、优化液压支架的阻尼设计以及考虑煤层和矸石的物理特性，可以有效控制顶板振动，从而提高煤矿作业的安全性和效率。 这篇研究详细分析了影响望田煤矿顶板动态响应的多种因素，为矿井安全管理和工程实践提供了理论支持。通过这些深入的研究，可以指导煤矿企业采取更科学的开采方法，降低因顶板振动引起的事故风险，保障矿工的生命安全和矿山的长期稳定运营。