基于沿空巷道围岩应力分析的防冲机理研究

作者

王志强王鹏石磊吕文玉苏泽华武超张焦赵景礼
单位

中国矿业大学（北京）能源与矿业学院西安科技大学西部煤炭绿色开发国家重点实验室中国矿业大学（北京）共伴生能源精准开采北京市重点实验室煤炭安全开采与地质保障国家级实验教学示范中心
摘要

沿空巷道是冲击地压频发难防治区域,分析其围岩应力分布状态是研究冲击地压防控的关键.通过研究常规工作面与错层位工作面沿空巷道围岩支承压力分布特征及对沿空巷道冲击危险性进行评价得到如下结论:1)错层位工作面梯形煤体位于砌体梁结构掩护下,处于低应力区,其实体煤侧应力峰值与极限平衡区宽度均略小于常规工作面开采的;2)留宽煤柱掘巷时,煤柱内易形成高应力集中;窄煤柱沿空掘巷,实体煤侧支承压力峰值增大,极限平衡区宽度减小,应力集中程度明显增高;负煤柱沿空巷道始终仍处于低应力区,实体煤侧应力峰值无增幅,而实际极限平衡区宽度增大,因此应力集中程度明显降低,实现了集中应力向深部煤体转移的效果,起到了降压的作用;3)负煤柱沿空巷道周围煤岩体中储能低,当能量释放时却耗能多,负煤柱沿空巷道冲击危险性更低.华丰煤矿实践案例证明,负煤柱巷道布置有利于沿空巷道冲击地压防治,并实现了安全高效生产.
关键词

沿空巷道冲击地压负煤柱应力转移错层位
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金项目(51774289);国家自然科学基金青年基金项目(51404270)；西部煤炭绿色安全开发国家重点实验室开放基金项目(SKLCRKF1903)；
文章目录

1 错层位工作面侧向支承压力特征
1.1 支承压力峰值分析
1.2 极限平衡区分析
2 沿空巷道围岩应力分布
2.1 常规沿空巷道
2.2 负煤柱沿空巷道
3 数值模拟
4 沿空巷道冲击地压防治原理与评价
4.1 原理
4.2 负煤柱沿空巷道防冲评价
5 工程实践
5.1 工程概况
5.2 负煤柱沿空巷道布置防冲
6 结论
引用格式

王志强,王鹏,石磊,吕文玉,苏泽华,武超,张焦,赵景礼.基于沿空巷道围岩应力分析的防冲机理研究[J].中国矿业大学学报,2020,49(06):1046-1056.