您好,欢迎来到华佗小知识。
搜索
您的当前位置:首页能量计算

能量计算

来源:华佗小知识


正如前文分析,上覆火成岩可以简化为两端固支梁和薄板。在火成岩下方工作面开采范围较小时,火成岩不会发生突然滑移或断裂,而是缓慢下沉,此时顶板在煤体上施加的载荷则可看成静载荷。当采空区面积不断增大,火成岩岩层将会在下方出现裂缝,裂隙从下至上逐渐发展、导通,最终发生破断。此时系统的力学平衡条件受到破坏,原本以静载形式对煤体施加载荷的顶板转变为以动载荷形式继续对破坏后的煤体做功,储存的弹性能得到释放。

顶板的弯曲弹性能Uw可参见图2-4进行计算,其公式为

U1w2M 式中:M——顶板岩层的弯矩,N·m;

——顶板岩层弯曲下沉的转角,°。

L 图2-4 顶板弯曲弹性能的计算图

Figure 2-4 Calculation drawing of roof bending elasticity

2-17)

按图2-4所示,M和有

12qL12 (2-18)

MqL324EJ (2-19)

式中:q——顶板重量与上覆岩层附加载荷的单位长度折算载荷,Pa;

J——顶板的断面惯矩,m4;

L——顶板的悬伸长度,m。

由此,可得

Uq2L5w576EJ 式中:UW——顶板弯曲弹性能,J;

q——覆岩加载在火成岩上的单位载荷,Pa;

L——岩层悬伸长度,m;

E——弹性模量,Pa;

2-20)

J——岩层断面惯矩,m4。

由上式可以看出,UW与岩层悬伸长度的五次方成正比,即L值越大,积聚的能量也越多,其破断释放的能量对采场及巷道的冲击影响就越大,冲击矿压发生的概率也就越大。因此,从计算火成岩破断释放能量的角度,分析火成岩破断对于采场和巷道的冲击影响,可以加强对火成岩破断的监测与分析。

根据上面的计算,如果第一层火成岩的破断时的工作面推进距离为326~372m,厚度为47.0m,弹性模量为14.58GPa。则计算出的火成岩破断释放能量约为6.5×106J。根据

logE1.81.9ML的关系,可知,火成岩破断后,其震级达到里氏2.6级。

由于,岩层间存在接触面和岩层内部的裂隙的程度不同,导致能量经过岩层传递的衰减程度不同,释放的大量弹性能在岩层中传播时,也会随着传播距离的增大而衰减。所以,火成岩破断释放能量传播受到岩层完整性、强度、孔隙率和传播距离的影响。最终到达并影响工作面和两巷的能量可按下式计算:

UUWl (2-21)

式中:U——衰减之后的能量,J;

UW——顶板破断释放弹性能,J;

l——传播距离,m;

——能量衰减指数。研究结果表明,与介质的完整性、强度、孔隙率等性能指标有

密切关联,水泥地介质中衰减指数为1.1509,在细砂土介质中衰减指数达到了2.1309。

假设能量释放地点为两工作面中间位置,即10416风巷正上方,则能量传播至10416风巷的衰减距离为110m,取能量衰减指数为1.4,传播至风巷衰减之后的能量为:

UUWl9.01103(J)

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容

Copyright © 2019- huatuo0.cn 版权所有 湘ICP备2023017654号-2

违法及侵权请联系:TEL:199 18 7713 E-MAIL:2724546146@qq.com

本站由北京市万商天勤律师事务所王兴未律师提供法律服务