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作者
何杰 程蓬 吴乐 范军平
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单位
煤炭科学研究总院开采研究分院中煤科工开采研究院有限公司天地科技股份有限公司开采设计事业部煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室华阳新材料科技集团有限公司智能矿山事业部
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摘要
针对坚硬顶板强动压巷道围岩变形破坏难控制的问题,以寺家庄15119回风巷为工程背景,采用理论分析、现场实测、数值模拟与工业试验的综合研究方法,研究了坚硬顶板回采巷道远近应力场演化规律及调控技术。研究表明:15119回风巷在留设25m煤柱时由于坚硬顶板难垮落造成远场应力集中,且在演化过程中加剧了巷道围岩近场应力环境恶化,这是致使该类巷道围岩变形破坏的问题所在。巷道围岩远近应力场存在紧密的相互作用关系,远场的应力能够引起近场应力范围和大小的变化,从而对巷道围岩的变形与破坏时效及范围产生影响。基于此,提出了巷道围岩的远场与近场应力场调控原理,即在通过工程干预手段有效地调控远近应力场的分布、传导途径及其相互作用,以此实现围岩应力环境的优化和巷道稳定性的增强。依据该原理,提出了“无煤柱留墙掘巷+切顶卸压+强力支护”远近应力场调控技术方案,新方案先调整15119回风巷至邻近15117工作面1.5m处的低应力区,然后在15117进风巷顶板水压裂预制裂缝卸压调控远场应力分布与传播途径,最后强化15119回风巷围岩支护,优化近场应力环境。工业性试验表明:新方案能够有效减弱远场应力对近场应力的叠加作用,新方案中压裂对应的15119回风巷顶底板移近量最大460mm,两帮收缩量最大为430mm,断面收缩率降低了26.1%。巷道围岩远近场应力调控方案取得了良好的控制效果,可为类似巷道提供理论依据与技术参考。
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关键词
坚硬顶板采动巷道远近应力场无煤柱水力致裂卸压-支护
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文章目录
1工程概括
2坚硬顶板回采巷道应力场演化规律
2.1 巷道围岩远近应力场
2.2 建立数值模型
2.3 远近场应力演化规律
3巷道围岩远近场调控原理
4远近应力场调控演化规律
4.1 调控数值模型
4.2 调控后远近应力场演化规律
5远近应力场调控技术
5.1 调控技术工艺
5.2 调控技术方案
5.3 现场试验与效果评价
6 结 论
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引用格式
何杰,程蓬,吴乐,等.坚硬顶板动压巷道远近应力场演化规律及调控技术研究[J/OL].煤炭科学技术,1-12[2024-09-10].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2402.TD.20240909.1314.001.html.