水力割缝对不同厚度“三软”煤层巷道围岩扰动影响研究
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作者
黄永菲张勇郝浩然
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单位
河南省新郑煤电有限责任公司中国矿业大学矿业工程学院
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摘要
赵家寨煤矿开采煤层在水力割缝过程中受到较大扰动,围岩强度降低,导致煤厚较大且分布不均的“三软”煤层巷道更加难以控制。基于14205工作面岩石力学参数,理论分析确定水力割缝合理参数,借助COMSOL Multiphysics构建不同煤厚条件下水力割缝模型,数值模拟得到了水力割缝对煤层应力、位移影响规律。结果表明:顶煤厚度对于受水力割缝扰动后巷道顶板稳定性有着重要影响,应力特征的主要影响因素为割缝的形态、位置,煤层越厚其变形量越小,水力割缝对煤体的损伤范围主要与割缝位置相关,巷道受扰动范围为两帮各5 m,托顶煤为2 m厚时,顶部煤体受破坏程度最大,巷道稳定性最差,当托顶煤厚度超过4 m时巷道稳定性得到良好改善,在煤体损伤范围内巷道顶部变形量最大,需要加强支护力度。研究结果为不同厚度“三软”煤层水力割缝扰动下巷道围岩稳定性分析提供基础。
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关键词
水力割缝“三软”煤层岩体损伤煤层厚度围岩稳定性
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文章目录
0 引言
1 工程概况
2 水力割缝水压与破坏深度计算
2.1 基于准静态弹性破碎理论的水力割缝水压计算
2.2 基于应力波破碎理论的水力割缝深度计算
3 水力割缝扰动范围及巷道围岩稳定性分析
3.1 模型构建
3.2 数值模拟结果分析
(1)水力割缝后煤岩应力特征分布规律
(2)水力割缝后煤岩位移特征分布规律
4结语
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