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作者
王恩谢生荣陈冬冬陈平祁鹏宇任宇新
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单位
中国矿业大学(北京)能源与矿业学院
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摘要
针对多重剧烈采动影响煤巷围岩控制难题,以某矿轨道平巷为研究对象,采用FLAC3D模拟上煤层遗留煤柱集中应力、本煤层邻近工作面及本工作面采动对煤巷稳定性的影响。结果表明:上部煤层遗留区段煤柱底板存在沿煤柱边缘向底板深部呈"八"字形非对称分布的高剪应力区;随着煤柱底板深度增加,偏应力第二不变量J2值分布由陡峭双峰形向马鞍形转变,并将底板分为显著影响区(0~16 m)、一般影响区(16~30 m)和弱影响区(30 m以上);相邻工作面回采过程中,超前监测面20 m时顶板和两帮J2值开始增大,当滞后监测面10~20 m巷道围岩进入相邻工作面采动影响期;在本工作面超前采动影响过程中,巷道深部高J2值非均布环形分布带应力值进一步增加,范围变大,环形向逆时针旋转转移,并呈向深部转移的趋势。基于此提出高预应力锚杆(索)与桁架锚索组合非对称控制技术且煤巷控制效果良好。
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关键词
剧烈采动多煤层开采煤巷偏应力第二不变量桁架锚索
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基金项目(Foundation)
国家自然科学基金项目(52074296);国家自然科学基金青年科学基金项目(52004286,51504259);中国博士后科学基金项目(2020T130701,2019M650895);
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文章目录
1 工程概况
1.1 地质生产条件
1.2 多重采动影响煤巷矿压显现
2 多重采动煤巷围岩变形破坏的数值模拟
2.1 巷道围岩变形破坏的衡量指标
2.2 数值模型
2.3 多重采动影响煤巷围岩J2分布与演化规律
2.3.1 7-4#煤层煤柱底板J2分布规律
2.3.2 11#煤层8707工作面回采对8709轨道平巷的影响
2.3.3 11#煤层8709轨道平巷超前采动影响
2.4 多重采动影响煤巷围岩塑性区变化规律
3 工业性试验
3.1 8709轨道平巷支护对策
3.2 8709轨道平巷支护方案与参数
3.3 矿压观测结果
4 结论
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引用格式
王恩,谢生荣,陈冬冬,陈平,祁鹏宇,任宇新.剧烈采动影响煤巷围岩偏应力分布规律与控制[J].采矿与安全工程学报,2021,38(02):276-285+294.
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