倾斜煤层沿空异形巷道煤柱宽度与围岩控制研究

论文摘要

为了探究倾斜煤层沿空掘巷留窄煤柱的合理宽度,采用传统矿压"内外应力场"理论和偏应力第二不变量表征特性对不同宽度煤柱影响下巷道围岩破碎机理与控制展开研究。通过建立沿空斜顶巷道力学模型,推导出倾斜煤层"内应力场"影响范围为12.2～12.8 m。与水平煤层不同,倾斜煤层巷道顶板围岩在一定深度开始受到其相邻采空区应力影响,引起偏应力值再次攀升,计算应力波动值结合巷道围岩位移变化情况,最终确定合理窄煤柱宽度为10 m。异形巷道断面特征导致围岩应力分布和破碎呈现不对称性,继而提出顶板预应力锚杆+高强度单体锚索+桁架锚索支护耦合作用下的非对称围岩控制技术,最后经50 m试验段作为工程检验,成功应用于工程现场。

论文目录

• 1 工程概况
• 2 窄煤柱宽度理论计算
•   2.1 基本顶破断线位置与煤柱宽度关系
•   2.2 倾斜煤层煤柱宽度的初步确定
• 3 数值模拟
•   3.1 数值模拟模型的建立
•   3.2 偏应力场分布
•     3.2.1 煤柱影响区巷道围岩偏应力分布
•     3.2.2 煤层倾向偏应力分布状态
•     3.2.3 顶板偏应力分布特征
•   3.3 巷道围岩变形特征
•     3.3.1 煤柱内位移分布状态
•     3.3.2 沿空掘巷围岩变形规律
• 4 巷道围岩控制技术及实践
•   4.1 沿空巷道围岩控制技术
•   4.2 回风巷支护系统参数
•   4.3 支护数值模拟分析
• 5 矿压观测及结果分析
• 6 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 郑铮,杨增强,朱恒忠,何富连,杜朝阳,刘炳权

关键词: 内外应力场,倾斜顶板,主偏应力,波动值,耦合作用,非对称性

来源: 采矿与安全工程学报 2019年02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,淮阴工学院建筑工程学院,中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室

基金: 国家自然科学基金项目(51574243,51404269),国家自然科学基金重点项目(51634001),中央高校基本科研业务费专项资金项目(2010YZ02),国家重点研发计划项目(2016YFC0801403),江苏省重点研发计划项目(BE2015040)

分类号: TD822.3

DOI: 10.13545/j.cnki.jmse.2019.02.002

页码: 223-231

总页数: 9

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