叠加采动影响下保留巷道围岩破坏机理及其控制技术

作者

吕坤邓志刚冯吉成玄忠堂肖建吴祥业
单位

煤炭科学技术研究院有限公司安全分院煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室（煤炭科学研究总院）辽宁工程技术大学安全科学与工程学院华北科技学院安全工程学院北京天地华泰矿业管理股份有限公司内蒙古科技大学矿业研究院
摘要

以布尔台煤矿上下煤层叠加采动影响下保留巷道严重变形破坏为工程背景,采用理论分析、现场监测、实验室试验、数值模拟和工业性试验等综合研究方法,从巷道围岩塑性区形成和发展的角度,对巷道围岩破坏特征、采动应力时空演化规律、保留巷道塑性区恶性扩展破坏机理、应力调控围岩控制技术方面进行系统研究。结果表明:上下煤层叠加采动后,保留巷道处于高应力比值带,主应力比值为1.84～2.22,最大主应力与竖直方向夹角为39.7°～41.9°,导致巷道围岩塑性区恶性扩展,顶板破坏深度7.5 m,底板破坏深度4.5 m,煤柱帮破坏深度3 m,煤壁帮破坏深度2.25 m。基于塑性区破坏机理提出应力调控技术,通过改变煤柱尺寸或上下工作面开采布局等手段调控围岩应力,减小围岩塑性破坏范围,并进行工业性试验,取得良好的应用效果。
关键词

叠加采动保留巷道塑性区变形破坏围岩控制
基金项目(Foundation)

国家重点研发计划项目(2017YFC0804205)；国家自然科学基金项目(51574150)；国家自然科学基金青年科学基金项目(51804118)；中央高校基本科研业务费项目(3142017085)；
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