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大斷面綜放沿空巷道基本頂破斷結構與圍巖穩定性分析

郭金剛; 王偉光; 何富連; 張廣超 中國礦業大學(北京)能源與礦業學院; 北京100083; 大同煤礦集團有限責任公司; 山西大同037003; 山東科技大學礦業與安全工程學院; 山東青島266590
  • 沿空巷道
  • 破斷結構
  • 錨索桁架
  • 破斷位置
  • 不對稱

摘要:綜放沿空巷道圍巖穩定性與上覆基本頂破斷運動及其形成的結構密切相關。以王家嶺礦為工程背景,建立綜放沿空巷道覆巖結構力學模型,推導基本頂破斷位置表達式并確定沿空巷道上覆巖層破斷結構形式;采用UDEC數值軟件分析不同破斷結構形式下綜放沿空巷道圍巖塑性區、應力和位移演化規律。研究表明:1)側向基本頂的破斷位置與基本頂厚度和力學性質、地基系數、破斷塊體間的相互作用力等因素有關,結合試驗工作面地質生產條件確定基本頂于距煤壁約6.2m處破斷。2)隨著煤柱寬度由大到小,煤柱承載性能及對頂板支撐作用降低;加之巷道與基本頂破斷線間距逐漸減小,巷道受基本頂回轉運動影響愈發劇烈,致使沿空巷道頂板中心線兩側應力不均勻分布,進而誘發頂板和兩幫不對稱變形破壞現象,而且煤柱寬度越小,不對稱礦壓顯現越強烈。3)窄煤柱沿空巷道圍巖控制的關鍵在于對煤柱側頂板和煤柱幫等變形破壞起始部位進行有效支護,限制變形破壞擴展。工程實踐表明,35 d后巷道變形趨于穩定,頂板下沉量47 mm,煤柱幫變形量35 mm,實體煤幫變形量19 mm,巷道控制效果明顯。

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采礦與安全工程學報

  • 預計1-3個月 預計審稿周期
  • 1.77 影響因子
  • 工業 快捷分類
  • 雙月刊 出版周期

主管單位:中華人民共和國教育部;主辦單位:中國礦業大學;中國煤炭工業勞動科學技術學會

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