Front Stress Distribution Under the Impact of Cutting Height to Caving Height Ratio in Extra-thick Longwall Top Coal Caving Technology

• Autorzy: Bui Manh Tung , Nguyen VanQuang , Nguyen Phi Hung , Vo Ngoc Dung , Do Hoang Hiep

Identyfikatory

DOI

10.29227/IM-2020-02-16

Warianty tytułu

PL

Badanie nad rozkładem naprężeń przed ścianą gdy stosunek urabiania do odzyskania zmienia się w eksploatacji długich ścian przy bardzo grubych pokładach

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The extraction with higher cutting height for extra-thick seam is the new research orientation in longwall caving technology. Due to the increase of top coal thickness and of cutting height which leads to the change of cutting/caving height ratio, the rule of roof failure (including top coal caving) and the distribution of stress around the face alter correspondingly. This paper is based on the geological conditions of face 8102 of Tashan-DaTong mine, employing the numerical model by UDEC2D code, analysing the effect of cutting/ caving height ratio on the law of stress distribution ahead of the face. When the ratio of cutting/caving height decreases and the cutting height increases, the results of the research have shown that: (i)- peak stress redistributes further ahead of the face and its value manifestly drops; (ii)- the plastic deformation ahead of face significant increases and the zone of plastic strain also expands. It is therefore concluded that the variation of cutting/caving height ratio results in the redistribution of roof pressure, which contributes to the control of roof failure and face stability.

PL

Przy bardzo grubych pokładach, eksploatacja z dużą wysokością to nowy kierunek badań w technologii zawału stropu węgla. Ze względu na grubość warstwy stropu węglowego i zwiększoną wysokość urabiania prowadzi do zmiany stosunku urabiania do odzyskania, co również zmienia regułę zapalenia skał stropowych i zmienia stan rozkładu naprężeń wokół ściany. W artykule, przedstawiono wyniki analizy wpływu stosunku urabiania do uzyskania opierając się na prawie rozkładu obciążenia przed ścianą. Analiza ta została oparta na warunkach geologicznych kopalni 8102 TaSan-DaTong wykorzystując model numeryczny UDEC2D. Wyniki badań pokazują, że wraz ze spadkiem stosunku urabiania do odzyskania, oznacza to wzrost wysokości urabiania, położenie maksymalnego naprężenia jest daleko od ściany, maksymalna wartość naprężeń znacznie spada, zniszczenie plastyczne przed ścianą i stropem gwałtownie rośnie, zwiększa się strefa odkształcenia plastycznego. Dlatego zmiana stosunku urabiania do odzyskania może zmienić stan rozkładu ciśnienia stropowego, co jest korzystne dla procesu niszczenia stropu i kontrolowania stabilności ściany.

Słowa kluczowe

EN

extra-thick seam; extra-cutting height; cutting/caving height ratio; stress distribution

PL

bardzo gruby pokład; wysokość urabiania; stosunek wysokości urabiania/ odzyskania; rozkład naprężeń

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2020
• Tom: no. 2, vol. 1
• Strony: 123--129
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bui Manh Tung

• Department of Underground Mining, Hanoi University of Mining and Geology, Hanoi, Vietnam

autor

Nguyen VanQuang

• Department of Underground Mining, Hanoi University of Mining and Geology, Hanoi, Vietnam

autor

Nguyen Phi Hung

• Department of Underground Mining, Hanoi University of Mining and Geology, Hanoi, Vietnam

autor

Vo Ngoc Dung

• Department of Mine Surveying, Hanoi University of Mining and Geology, Hanoi, Vietnam

autor

Do Hoang Hiep

• Dong Bac Corporation, Ministry of National Defence, Quang Ninh, Vietnam

Bibliografia

• 1. G.S.P. SINGH, U.K SINGH. A numerical modeling approach for assessment of progressive caving of strata and performance of hydraulic powered support in longwall workings. Computers and Geotechnics 36 (2009) 1142–1156
• 2. Huang Bingxiang, Li Hongtao, Liu Changyou, Xing Shijun, Xue .Rational cutting height for large cutting height fully mechanized top-coal caving. Mining Science and Technology (China) 21 (2011) 457–462.
• 3. Humphries P, Poulsen B, Sliva R. Geological assessment and numerical modelling of longwall top-coal caving for broad meadow and wards well. CSIRO report, P2007/102; 2007.
• 4. Jiachen Wang, Shengli Yang, Yang Li, Like Wei, Haochao Liu. Caving mechanisms of loose top-coal in longwall topcoal .caving mining method. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences 71 (2014) 160–170.
• 5. Jiachen Wang, Jinwang Zhang, Zhaolong Li. A new research system for caving mechanism analysis and its application to sublevel top-coal caving mining. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences 88 (2016) 273–285
• 6. Le, T. D., Oh, J., Hebblewhite, B., Zhang, C. & Mitra, R. 2018. A discontinuum modelling approach for investigation of Longwall Top Coal Caving mechanisms. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 106, 84-95.
• 7. N.E. Yasitli, B. Unver. 3D numerical modeling of longwall mining with top-coal caving. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences 42 (2005), 219–235. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2004.08.007Get rights and content.
• 8. Wang Jiachen. China caving technology and its deep-rooted problems of development. Coal Sci Technol 2005;33(1):14–7
• 9. https://books.google.com.vn/books?hl=vi&lr=&id=ywSiDwAAQBAJ&oi=fnd&pg=PA260&dq=Study+on+controlling+parameters+and+technological+optimization+of+Strip+Longwall+Top+Coal+Caving+in+thick+coal+-seams&ots=S9ml5ax80Y&sig=_cQV2bTGNOgt9jpmiCnUHVzZQb8&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false
• 10. https://www.mdpi.com/2071-1050/10/3/700#cite
• 11. http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTotal-KYYK201502002.htm
• 12. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ese3.660
• 13. http://www.ejge.com/2014/Ppr2014.883ma.pdf

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).