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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
近距离煤层下行采动应力场分布规律与巷道合理位置方法研究
  • 87
  • 作者

    刘洪涛韩洲韩子俊郭晓菲韦晟杰罗紫龙胡正宝

  • 单位

    中国矿业大学(北京)能源与矿业学院

  • 摘要
    上层位近距离煤层开采后,形成残留煤柱和采空区将会影响下层位的巷道布置。本文以新柳矿231101工作面为工程背景,采用理论分析和数值模拟的综合研究手段,研究和分析了上煤层开采后采动应力场的应力演化规律,对下层煤巷道非对称变形破坏机理进行深入探究,从而得出下层煤巷道合理布置位置。研究结果表明:(1)上覆煤层开采改变巷道所处位置的主应力大小、主应力比值以及应力偏转角,应力矢量的变化是导致巷道呈非对称破坏的主要原因。(2)巷道在距离煤柱中心11m处,巷道围岩最大主应力达到14.43MPa,主应力比值为2.74,应力偏转角为52.33°,此时巷道处于较差的应力环境中,致使围岩产生蝶形破坏且蝶叶旋转至巷道顶板右侧,巷道顶板右侧易发生冒顶事故。(3)为使巷道处于相对稳定区域,本文依据3个主要影响因素将工作区域划分为四个分区,在考虑煤矿经济与安全因素后建议最佳布置区域为H-Ⅳ,主应力偏转角在0°~38°或45°~90°的范围内,通过综合分析对该巷道合理布置及支护提供合理建议,为类似工程条件提供了借鉴和参考。
  • 关键词

    近距离煤层回采巷道布置蝶形破坏理论数值模拟塑性区

  • 文章目录
    1工程概况
    2理论分析
    2.1非等压条件下塑性区边界范围
    2.2巷道围岩破坏的影响因素
    2.2.1主应力比值对巷道的影响规律
    2.2.2主应力偏转角对巷道的影响规律
    2.2.3主应力大小对巷道的影响规律
    3残留煤柱及采空区对底板主应力的影响规律
    3.1数值模型
    3.2 11号煤层的主应力分布规律
    3.3 11号煤层主应力比值的分布规律
    3.4 11号煤层主应力偏转角的分布规律
    4巷道的合理位置
    4.1 不同位置巷道围岩塑性区的演化规律
    4.2 巷道的破坏机理
    4.3 巷道的合理布置区域
    4.4巷道围岩稳定性控制建议
    5结论
  • 引用格式
    刘洪涛,韩洲,韩子俊等.近距离煤层下行采动应力场分布规律与巷道合理位置方法研究[J/OL].煤炭科学技术:1-10[2023-11-03].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2402.TD.20231102.1133.003.html
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