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作者
王坤 孟祥瑞 赵光明 程详 戚
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单位
安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽理工大学矿业工程学院安徽理工大学矿业工程博士后流动站淮南矿业(集团)有限责任公司博士后科研工作站淮北矿业股份有限公司
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摘要
针对双翼采区准备巷道受采动叠加支承应力影响,准备巷道出现围岩失稳及变形破坏严重的问题,开展双翼采区准备巷道围岩应力调控技术研究。以许疃煤矿83下采区为工程背景,利用理论分析,数值模拟,现场监测的综合研究方法,分析准备巷道围岩应力演化规律及切顶卸压机理,进行停采线深孔预裂爆破切顶卸压工业性试验,以期达到改善准备巷道围岩应力环境的目的。研究结果表明:双翼工作面回采完毕后,工作面前方聚集的超前支承应力和采空区上覆岩层“长悬臂梁”结构产生的弯矩,致使准备巷道出现变形失稳的现象。通过FLAC3D数值模拟和分布式光纤监测结果判断,72316工作面超前支承应力影响范围超过130.14 m,采动超前支承应力影响至准备巷道,准备巷道顶板垂直应力较回采前增加10.48%,深孔预裂爆破切顶卸压后,准备巷道顶板垂直应力减少27.68%。现场进行停采线切顶卸压工业性试验后,准备巷道两帮最大变形量62.5 mm,最大变形率0.2 mm/d,顶底板最大变形量105 mm,最大变形率0.4 mm/d,围岩变形均在可控范围之内,准备巷道整体状况良好。停采线深孔预裂爆破切顶卸压技术,阻断工作面超前支承应力传递至准备巷道的物理路径,减小“弯矩”产生的集中应力,降低采动应力场的主导作用,有效改善准备巷道围岩应力环境,实现远场卸压护巷。研究结果对双翼采区准备巷道围岩稳定控制提供新思路,保障矿井安全高效生产,为相关工况下采区集中应力调控及巷道围岩稳定提供理论依据。
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关键词
围岩应力调控深孔预裂爆破分布式光纤现场监测双翼采区
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文章目录
0 引 言
1 工程试验背景
2 准备巷道围岩应力演化规律
2.1 模型构建
2.2 采动应力演化特征
3 准备巷道“主动减压”原理
3.1 准备巷道覆岩结构分析
3.2“长悬臂梁”结构弯矩影响机理
3.3 切顶卸压护巷原理数值模拟分析
3.4 切顶卸压高度优化
4 停采线深孔预裂爆破工程
4.1 超前影响范围监测
4.2 停采线深孔预裂爆破工业试验
5 结 论
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引用格式
王坤,孟祥瑞,赵光明,等.双翼采动下准备巷道围岩控制技术研究[J/OL].煤炭科学技术,1-12[2024-12-04].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2402.td.20241203.1637.007.html.