煤岩静力学及其动力学分析

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1、摘要房柱式开采技术本质上是留设煤柱维护开采空间，以达到不仅安全开采的同时控制上覆岩层移动的一种开采方法。房柱式开采目前仍是世界上主要的煤炭开采方法之一。在我国普遍存在地方小煤矿，这些小型矿井，普遍采用留煤柱开采方法，因此对小型煤矿的柱式采煤法安全研究有实际意义。本文首先介绍关于地震国内外的研究现状和分析理论，并结合实际工程背景建立采空区煤柱-覆岩结构力学模型；然后推导出结构在地震作用下的运动微分方程并介绍分煤柱的载荷计算理论；最后利用有限元法对该结构进行静力及动力学分析，主要研究采空区煤柱-覆岩结构在地震谱作用下的响应，对柱式采煤法采空区在自重及地震作用下响应情况获得了

2、初步的认识，并对采空区安全性提出建议。【关键词】煤柱地震有限元法谱分析【论文类型】应用型NO:2008-2-1-13Title:StaticsanddynamicsanalysisoftheVirgincoal-caprockstructureMajor:EngineeringMechanicsName:LiuGangSignature:Supervisor:LiMingSignature:ABSTRACTTheroomcolumntypeminingtechnologyisacoal-miningmethodwhichkeepthevirgincoaltomainta

3、inminingspace.Itprotectsthesafetyofcoalmineandcontrolsthemigrationofcaprock.andisstillamaincoal-miningmethodintheworldatpresent.Inourcountrytherearemanylocalsmallcoalmine,andthesesmallminepitsgenerallyadoptthemethodofexploitationwhichkeepthevirgincoal.Therefore,therehasthepracticalsignif

4、icancetoresearchthesecurityofsmallcoalminewithcolumntypecoal-miningmethod.Firstly,thepresentdomesticandforeignsituationofresearchabouttheearthquakeandtheanalysistheoryaboutearthquakeareintroducedinthispaper,andonthebaseofreferringtotheactualprojectbackgroundthemechanicalmodelofvirgincoal

5、-caprockstructureintheworked-outsectionisestablished.Then,themotionequationofstructureundertheearthquakefunctionisdeduced,andtheanalysistheoryhowtocomputetheloadonthevirgincoalisintroduced.Finally,thestaticanddynamicsanalysisofthestructurearecarriedoutbasedonFEM.Theresponseofthevirgincoa

6、l-caprockstructureinworked-outsectionunderearthquakespectrumfunctionismainlystudied,andpreliminaryunderstandingoftheresponseoftheworked-outsectionofthecoalmineadoptingcolumntypecoal-miningmethodwhichisunderdeadweightfunctionandtheearthquakefunctionisacquired,andsomeadviceontheworked-outs

7、ectionsecurityisgiven.【KeyWords】Virgincoal;earthquake;FEM;spectrumanalysis【TypeofThesis】ApplicationResearch目录1绪论11.1引言11.2国内外研究现状11.3结构抗震理论的发展31.4本文的主要工作62煤柱-覆岩结构的力学模型72.1模型背景介绍72.2建立模型82.3小结103理论分析113.1结构地震响应运动方程113.2煤柱的载荷计算理论143.3小结174有限元数值分析184.1有限元法184.2ANSYS结构分析概述184