回撤通道末采期间矿压显现与围岩破坏规律研究

作者

王志超
单位

中煤科工开采研究院有限公司
摘要

以陕西某矿大采高综采工作面设备回撤通道为工程背景，综合运用现场监测和数值模拟等方法，开展回撤通道末采期间矿压显现与围岩破坏规律研究。研究发现，末采阶段平均来压步距为15.6 m。支架最大动载系数KP为1.76,平均KP为1.53。支承压力峰值位于在工作面前方13.4 m处，应力集中系数K平均为1.67。随工作面持续推进，间隔煤柱上的支承压力曲线是呈明显的“非对称双峰”转“单峰”分布。支承压力峰值P随间隔煤柱宽度的减小其转移路径为：远离回撤通道煤柱帮侧→逐渐靠近煤柱帮侧→跨越通道转移至实体煤侧；回撤通道围岩的塑性区分布形态与围岩变形破坏作用也呈动态变化，当间隔煤柱宽度减小至8 m时，回撤通道围岩塑性区与采动塑性区开始连接，导致间隔煤柱承载性能下降。间隔煤柱由8 m减小至2 m过程中，低于4 m时工作面与回撤通道的塑性区彻底贯通，产生“非对称”围岩大变形，塑性区扩展出现“蝶形”现象。主要原因是超前支承压力造成的高偏应力环境引起回撤通道围岩表现出持续大变形。
关键词

回撤通道数值模拟支承压力煤柱宽度
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金青年基金(52004126)；天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项面上项目(2022-2-TD-MS013)；
文章目录

1 回撤通道围岩赋存条件
2 末采阶段采场矿压显现特征分析
2.1 末采阶段采场周期来压规律
2.1.1 末采阶段矿压监测方案
2.1.2 周期来压判据
2.1.3 矿压监测数据分析
2.2 超前支承压力分布规律分析
3 末采阶段回撤通道围岩变形破坏规律分析
3.1 数值模型建立
3.2 回撤通道围岩变形破坏规律
3.2.1 围岩支承压力分布规律
3.2.2 围岩塑性区分布规律
3.2.3 不同间隔煤柱宽度围岩变形规律
4 结论
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