采场底板围岩应力壳力学特征研究
[Abstract]:Three-dimensional mechanical characteristics of surrounding rock in stope floor are the theoretical basis for effective prevention and control of mining disasters in coal seam floor. Therefore, the comprehensive research method is used to study the three-dimensional mechanical characteristics of the surrounding rock of the stope floor. It is found that in the process of working face advance, the high stress beam is enriched in some strata of the floor of the stope, and the surrounding rock stress shell of the stope floor is formed, and the rock pressure of the stope floor is controlled by the existence of the stress shell of the floor and its space-time evolution. After coal seam mining, the direction of the maximum principal stress in the surrounding rock of the stope floor is deflected, the high stress of the shell determines whether the surrounding rock of the stope floor is extended, and the direction of the maximum principal stress deflection determines the failure trend of the rock mass of the stope floor. This is the mechanical nature of the rock mass of the stope floor from the whole continuous gradual transformation to the macroscopic fracture. The failure field is developed in the low stress zone under the action of the bottom stress shell. The low stress zone under the protection of the surrounding rock stress shell of the stope floor is the maximum displacement zone, and the moving form of the bottom rock layer is similar to the parabolic shape of the upward opening. The high stress of shell foundation is the main force source to cause mining stress field of stope bottom rock. The high stress of shell foundation in front of coal wall forms high vertical stress in bottom rock layer, and the high vertical stress is controlled by high stress of shell foundation, which is positively correlated with each other. The vertical stress of the floor in front of the coal wall decreases with the increase of the distance from the coal seam, and the downward trend becomes slower, and the horizontal stress of mining is concentrated on the shallow strata of the floor of the stope. The pressure relief phenomenon appears in the underground strata of goaf in the protection range of surrounding rock stress shell of stope floor, and the pressure relief range is convergent in the shape of inverted "eight" shape. The surrounding rock of the stope floor changes from the whole continuous gradual transformation to the macroscopic fault and presents the time effect, which generally goes through three stages: the initial crack initiation of rock mass under the action of high stress of shell foundation, The concentration and deflection of the maximum principal stress in the surrounding rock of the stope floor lead to the further development of the crack and the macroscopic fracture after the damage reaches or exceeds the damage threshold. During the initial mining period, the mechanical characteristic parameters of surrounding rock stress and shell of stope floor are controlled by the distance of the working face, and the main factor determining the mechanical characteristic parameters of the surrounding rock stress and shell of the stope floor is the inclined length of the working face after the advance distance reaches or exceeds the inclined length of the working face. It shows short edge dependence effect. The occurrence of stope floor rock layer has a significant influence on the mechanical characteristics of surrounding rock stress shell of stope floor. Based on the mechanical characteristics and space-time evolution law of surrounding rock stress and shell of stope floor, following the principle of proper time, reasonable space and moderate mining intensity, this paper puts forward a coordinated mining method of coal seam group working face suitable for mining environment.
【学位授予单位】:安徽理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TD32
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本文编号:2416365
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