深井超长工作面基本顶分区破断模型与支架阻力分布特征

论文摘要

开采深度和工作面长度增加导致采场矿压显现程度和空间分布特征发生改变,增加了该类采场围岩失稳类型的不确定性及控制难度。针对深井超长工作面异常矿压现象发生频率高、预测难度大等问题,采用理论分析、室内实验和实测等方法分析了该类采场基本顶破断类型和支架阻力分布特征。结果表明:开采深度增加提高了岩体中裂隙发育程度,裂隙尺寸服从对数正态分布,裂隙倾角和倾向服从正态分布;基于蒙特-卡罗模拟方法实现深井超长工作面基本顶三维重构,工作面长度增加导致基本顶中部存在裂隙的概率升高,增大了基本顶在工作面中部发生局部破断的可能性;建立深井超长工作面基本顶分区破断力学模型,采用上限定理推导出完整基本顶的整体承载能力以及基本顶中存在1条和2条原生裂隙时的局部承载能力,获得基本顶在裂隙影响区发生局部分区破断和迁移现象的力学判据;基本顶分区破断现象导致破断岩块在空间上呈非均匀分布,表现为工作面中部块度小、两端块度大的特征;分区破断模型预测结果同相似模拟实验结果吻合,解释了深井超长工作面开采实践中发现的顶板压力沿工作面方向的非均匀分布现象。

论文目录

• 1 深部岩体中裂隙分布特征
•   1.1 原生裂隙发育特征
•   1.2 原生裂隙分布形式
• 2 深井超长工作面基本顶破断特征
•   2.1 含裂隙基本顶的三维重构
•   2.2 工作面长度对基本顶破断特征的影响
• 3 深井超长工作面顶板分区破断模型
•   3.1 完整基本顶O-X型破断条件
•   3.2 初次来压时含裂隙基本顶分区破断条件
•   3.3 周期来压时含裂隙基本顶分区破断条件
•   3.4 基本顶分区破断对支架阻力的影响
• 4 基本顶分区破断的实验验证
• 5 支架阻力分布现场实测
•   5.1 工程概况
•   5.2 支架阻力实测分析
• 6 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王家臣,杨胜利,杨宝贵,李杨,王兆会,杨毅,马焱遥

关键词: 深井超长工作面,基本顶,分区破断,支架阻力

来源: 煤炭学报 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 矿业工程

单位: 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,放顶煤开采煤炭行业工程研究中心

基金: 国家重点研发计划资助项目(2017YFC0603002),国家自然科学基金面上资助项目(51974264)

分类号: TD323

DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2018.5139

页码: 54-63

总页数: 10

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