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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
迎采掘进巷道水力切顶关键部位对顶板断裂行为的影响
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  • 作者

    林榆昆刘江伟刘耀友

  • 单位

    山东科技大学能源与矿业工程学院山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地

  • 摘要
    动压巷道往往存在着巷道变形严重、围岩控制困难等问题,动压巷道大变形问题通常与围岩自身特性和动静载叠加形成的应力环境有关。山西怀仁峙峰山煤矿5号煤层回采巷道掘进采用迎采动的掘进方式,即存在掘进工作面和回采工作面交锋的问题,迎采掘进会造成相邻工作面巷道的围岩结构失稳而引发的大变形问题,使巷道维护困难,严重制约着煤炭资源的安全高效生产。针对此,提出了在应力传递路径上实施水力压裂的方法,破坏指定区域的岩体结构,从而降低巷道围岩范围内的应力,控制巷道的围岩稳定性;构建了坚硬岩层断裂部位的岩梁力学模型,通过峙峰山煤矿岩体的物理力学参数计算了水力切顶位置与顶板弯曲弹性能、顶板下沉速率的关系,分析了坚硬顶板断裂部位对断裂行为的影响。结合现场工程验证等方式,揭示了迎采掘进巷道大变形的机理,确定合理的压裂位置。研究结果表明:在坚硬岩层关键部位进行水力压裂切顶卸压可以破坏应力传递路径,降低上覆岩层的应力叠加效应,控制顶板能量释放的速率,压裂后巷道的累计围岩变形量普遍降低了40%-60%,表明在关键部位水力切顶实现了迎采掘进巷道围岩的有效控制,有效解决了临近巷道的围岩失稳大变形的问题,理论结果可以指导现场施工,证实了模型的可靠性。
  • 关键词

    动压巷道水力压裂迎采掘进能量释放围岩失稳

  • 文章目录
    1 迎采掘进巷道强动压显现的特征和机理
    1.1 工作面条件
    1.2 迎采掘进强动压巷道变形律规及特征
    1.3 迎采掘进强动压巷道剧烈变形机理
    2 迎采掘进巷道水力压裂切顶弱化作用
    3 迎采掘进巷道水力压裂切顶部位影响分析
    3.1 顶板断裂部位力学模型建立
    3.2 断裂部位求解及分析
    4 现场工程应用
    4.1 现场实施方案
    4.2 现场施工过程
    4.3 施工效果分析
    5 结论
相关问题

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