煤炭学报

作者：刘明, 周一童, 吕文玉,

关键词：飞矸, 随机参数, 大倾角煤层, 冲击力, 恢复系数,

大倾角煤层开采工作面飞矸冲击运动具有复杂性、动态性和不确定性等特点。准确的描述飞矸冲击运动是大倾角煤层飞矸防护设计的基础。以大倾角煤层开采工作面球形飞矸法向冲击运动为研究背景，考虑飞矸冲击运动参数的随机性影响，基于Hertz经典弹性碰撞理论，采用随机因子法建立飞矸法向冲击运动分析模型。利用求解随机变量函数数字特征的代数综合法和矩法，得到飞矸法向最大冲击力和法向碰撞恢复系数的均值和方差表达式。为验证准确性和可行性，与采用Monte Carlo法模拟的结果进行了对比。最后采用RocFall软件模拟得到飞矸弹跳高度的均值曲线，分析了参数的随机性对飞矸弹跳高度的影响。结果表明:计算的结果与Monte Carlo法模拟的结果具有高度一致性。大倾角煤层开采飞矸冲击运动参数的随机性对飞矸最大法向冲击力及法向碰撞恢复系数的随机性均有不同程度的影响，且变异系数越大，参数的随机性对飞矸法向最大冲击力及法向碰撞恢复系数的影响越大。飞矸法向碰撞恢复系数的随机性通过影响飞矸回弹速度，进而影响飞矸冲击后的弹跳高度，弹跳高度则直接关系着飞矸防护装置的高度设置。将飞矸冲击运动计算方法应用于工作面现场，可为飞矸运动轨迹的预测与挡矸装置的设计提供一定的理论依据。

来源：2021年第7期

《煤炭学报》期刊编辑部

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