小纪汗煤矿工作面顶板破断结构对巷道矿压影响规律研究

发布时间：2018-11-19 10:37

【摘要】：针对我国西部矿区脆性煤体上覆厚层基本顶条件下二次采动时巷道围岩整体变形大与支护结构失效的工程难题,运用理论分析和现场实测的研究方法,对巷道上方基本顶破断结构及由此带来的巷道变形规律进行了研究。以工作面基本顶侧向破断的关键块为研究对象,详细分析了巷道上方基本顶结构由一次采动时的固支悬臂梁结构转变为二次采动时的双拱结构而带来的煤柱中的应力演化规律,给出了基本顶侧向破断长度与煤层厚度、基本顶力学特性、上覆载荷和区段煤柱参数的量化关系式,得出了不同破断结构下煤柱载荷的表达式。结果表明:工作面超前段基本顶侧向断裂形成的"双拱"铰接结构是造成该类巷道矿压显现剧烈的主要控制原因,不合理的区段煤柱宽度会诱发叠加应力作用,导致巷道整体变形与支护结构失效。研究结果可为相似工程条件下巷道围岩控制和合理区段煤柱的留设提供借鉴。
[Abstract]:In view of the engineering problems of large deformation of roadway surrounding rock and failure of supporting structure during secondary mining under the basic roof condition of overlying thick layer of brittle coal body in western mining area of China, the theoretical analysis and field measurement research method are used. The basic roof breaking structure above the roadway and the law of roadway deformation caused by it are studied. Taking the key block of lateral fracture of the basic roof of the working face as the research object, the stress evolution law of the coal pillar caused by the transformation of the basic roof structure above the roadway from the fixed cantilever beam structure during the first mining to the double arch structure during the secondary mining is analyzed in detail. The quantitative relationship between the length of the basic lateral fracture and the thickness of the coal seam, the mechanical properties of the roof, the overburden and the parameters of the coal pillar are given, and the expressions of the load of the pillar under different broken structures are obtained. The results show that the "double arch" hinged structure formed by the basic top lateral fracture in the leading section of the working face is the main controlling reason for the severe mine pressure in this kind of roadway, and the unreasonable width of the coal pillar in the section will induce the superposition stress action. It causes the whole deformation of roadway and the failure of supporting structure. The results can be used for reference for the control of roadway surrounding rock under similar engineering conditions and the reasonable section of coal pillar design.
【作者单位】： 中国矿业大学矿业工程学院;中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室;中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51474207) 国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2013CB227904) 江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)
【分类号】：TD322

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本文编号：2342045