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作者
贾后省潘坤李东发刘少伟吕晓磊方珍珠金鸣
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单位
河南理工大学能源科学与工程学院煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心国网能源和丰煤电有限公司沙吉海煤矿
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摘要
为揭示采动巷道顶板软弱夹层位态与冒顶的内在关联,以南山矿回采巷道为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场探测等综合研究方法,研究了含软弱夹层顶板采动巷道围岩破裂形态及冒顶机理.结果表明:巷道顶板整体的破裂形态主要取决于软弱夹层厚度、破坏状态及其下位坚硬岩层物理力学性质.采动影响作用下,巷道顶板软弱夹层极易出现破坏,并伴有强烈的膨胀变形压力,有可能致使顶板整体破裂,南山矿回采巷道顶板软弱夹层下位坚硬岩层不足1.0 m时,则出现冒顶隐患.据此,提出了含软弱夹层顶板采动巷道冒顶控制应以抑制软弱夹层破裂区扩展为主,并对南山矿回风顺槽进行了支护设计优化,监测结果表明该支护对策效果良好.
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关键词
采动巷道复合顶板软弱夹层冒顶
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基金项目(Foundation)
河南省高校科技创新人才项目（22HASTIT010）；河南省高校基本科研业务费专项资金（NSFRF210202）；河南理工大学杰出青年基金项目（J2020-2）；
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文章目录
1 巷道围岩结构与冒顶特征
2 采动巷道顶板破裂形态分布规律
2.1 采动巷道围岩应力环境
2.2 巷道围岩破坏形态数值模拟分析
2.2.1 数值模型建立
2.2.2 数值模拟结果分析
2.3 采动巷道顶板破裂现场探测
3 复合顶板采动巷道冒顶机理分析
3.1 复合顶板稳定性力学模型
3.2 下位坚硬岩层稳定性分析
1) 水平应力引起的应力强度因子KⅠσ(图9a)其表达式为
2) 弯矩引起的应力强度因子KⅠM(图9b)其表达式为
3) 均布荷载引起的应力强度因子KⅠP(图9c)其表达式为
4 复合顶板冒顶控制方法与应用
4.1 冒顶控制技术关键
4.2 工程应用
5 结 论
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引用格式
贾后省,潘坤,李东发,刘少伟,吕晓磊,方珍珠,金鸣.含软弱夹层顶板采动巷道冒顶机理与控制方法[J].中国矿业大学学报,2022,51(01):67-76+89.DOI:10.13247/j.cnki.jcumt.001367.
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