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平煤超千米深井采动应力特征及裂隙演化规律研究

发布时间:2018-10-17 13:49
【摘要】:以平煤股份公司十二矿超千米埋深己14-31050采面为测试基地,基于现场原位监测以及三维数值模拟,研究了沿空留巷采动条件下千米深井煤岩采动应力特征及采动裂隙演化规律.研究结果表明:平煤超千米巷道的采动影响范围明显较浅部增大,整体影响范围约为70m左右,采动应力峰值在距离采面10~30m,钻孔应力和锚杆应力均呈现阶段式演化特征;在距采面70m时,采动裂隙分维随采面推进快速增长并保持较高水平,煤岩易出现由初始破碎带与采动裂隙贯通后形成的破碎带群.数值计算表明:千米深井的采空区两侧25m范围内以及沿空留巷充填体上方会产生应力集中,系数分别为1.43和1.65.针对平煤矿区超千米巷道,采面前方重点支护区域应确定为采面前方70m范围,特别关注区域应由浅部的15m向开采方向延伸到20~30m.研究成果可为超千米埋深的巷道支护、工程设计、安全开采和采矿技术优化等提供指导.
[Abstract]:Based on the in situ monitoring and 3D numerical simulation, this paper studies the mining stress characteristics and the evolution of mining fractures in a deep coal mine with a depth of 1 km under the condition of mining along the goaf roadway, based on the test base of 14-31050 mining surface of No. 12 Coal Mine in Pingshan Coal Co., Ltd. The results show that the influence range of mining movement of horizontal coal tunnel is obviously larger than that of shallow coal roadway, the whole influence range is about 70 m, the peak value of mining dynamic stress is 1030m from the mining face, the borehole stress and anchor stress both show the characteristics of stage evolution. At a distance of 70 m from the mining face, the fractal dimension of the mining fracture increases rapidly with the mining face and keeps a high level. The fracture zone group formed by the initial fracture zone and the mining fracture is easy to appear in the coal and rock. The numerical calculation shows that the stress concentration will occur within 25m of the two sides of the goaf and above the filling body along the goaf with the coefficients of 1.43 and 1.65 respectively. In view of the super-kilometer roadway in Pingshan coal mining area, the key support area in front of mining should be determined as the area of 70m in front of mining, and the area of special concern should be extended from 15m to 20m in the direction of shallow mining. The research results can provide guidance for tunnel support, engineering design, safe mining and mining technology optimization.
【作者单位】: 中国平煤神马集团炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室;
【基金】:国家重点研发计划资助项目(2016YFC0600704)
【分类号】:TD821

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本文编号:2276861

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