煤层巷道围岩破断失稳演化特征和分区支护研究
[Abstract]:In order to study the instability process and fracture evolution characteristics of surrounding rock in coal seam roadway, and put forward some suggestions on the selection of supporting mode, the stress distribution characteristics of surrounding rock near face are obtained by numerical simulation, and the stress state of surrounding rock is simplified to plane strain problem. There are three kinds of quasi-plane strain problems and three dimensional complex stress problems. The fracture process and fracture evolution characteristics of coal and rock mass under plane strain and quasi plane strain were studied by using a similar material simulation test-bed and a meso-mechanical test device developed by ourselves. The results show that there are three stages of load-failure in trapezoidal roadway of layered rock, namely, wedge failure stage, slip instability stage and large deflection fracture stage of roof and bottom slab. Under the condition of high vertical stress, when the initial deformation of the top and bottom leads to obvious shear slip of the two sides, the "three hinged arch" shape caving and bulging fracture (.2) quasi plane strain appear in the direct roof and the bottom plate, respectively. At the free end of the coal body, the tension fracture instability first appears, which causes the overburden direct top sandstone to be unevenly loaded, and a bending fracture occurs; with the increase of the load, the coal body appears slippage instability and presents the shape of "arc line" pressing out, and the roof sandstone is fractured. The repeated interaction between fractured coal and sandstone leads to the formation of multiple pairs of fractures, which indicates that the position and shape of roof fracture have a significant corresponding relationship with the process of coal body instability. Combined with the mechanism of compressive shear and tensile failure, the surrounding rock support of single coal seam roadway and coal seam roadway along goaf is studied, and the corresponding supporting suggestions are put forward.
【作者单位】: 河北工程大学矿业与测绘工程学院河北省煤炭矿井建设工程技术研究中心;重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室;中煤科工集团重庆研究院有限公司;
【基金】:国家自然科学基金项目(51474039,51404046) 河北省教育厅高等学校科学研究计划项目(QN2015069) 邯郸市科学技术研究与发展计划项目(1521109072-7)
【分类号】:TD322.4;TD353
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,本文编号:2176901
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