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深部采场采动应力、覆岩运移以及裂隙场分布的时空耦合规律

发布时间:2019-06-05 21:59
【摘要】:以淮南矿区3个典型的深井工作面为工程背景,运用数值模拟、相似模型试验和现场监测的综合研究方法,对深部采场采动应力、覆岩运移以及裂隙分布的动态演化特征和时空耦合规律进行系统研究,相应探讨了采动应力场、覆岩位移场及顶板裂隙场的动态响应机制。研究发现:采动应力受开采进度影响明显,工作面见方前后20 m的范围为应力显著影响区,两者之间具有动力响应的瞬变演化特征。覆岩运移具有很强的时空观,同一层位的岩层随推进时步增加垂直位移近似成"Z"字型分布。顶板塑性区的破坏范围与推进度保持同步协调关系,扩展空间由下及上,破坏深度由表及里,影响时间由短变长。顶板破断具有瞬时突变、分段延伸和分区迁移的时空特点,覆岩裂隙场经历了卸压失稳、张裂破坏、萎缩变小、拟合封闭的时空演变过程。现场监测获得了推进时间与覆岩破坏的采动响应模式,研究结论为深部煤岩动力灾害的防控提供理论参考。
[Abstract]:Based on the engineering background of three typical deep well working faces in Huainan mining area, the dynamic stress of deep stope is studied by using the comprehensive research methods of numerical simulation, similar model test and field monitoring. The dynamic evolution characteristics and space-time coupling law of overlying rock migration and fracture distribution are systematically studied, and the dynamic response mechanism of mining stress field, overlying rock displacement field and roof fracture field is discussed accordingly. It is found that the mining dynamic stress is obviously affected by the mining progress, and the range of 20 m before and after the working face is the significant stress affected area, and there is the transient evolution characteristics of the dynamic response between the two. The overlying rock movement has a strong view of time and space, and the vertical displacement of the strata in the same layer is approximately "Z" shaped distribution with the increase of advancing time. The damage range and push progress of roof plastic zone remain synchronous and coordinated, the expansion space is from bottom to top, the failure depth is from surface to inside, and the influence time is changed from short to long. Roof breaking has the characteristics of instantaneous abrupt change, segmented extension and zoning migration. The fracture field of overlying rock has experienced the process of pressure relief instability, tensile fracture failure, shrinkage and small shrinkage, and the fitting and sealing of the fracture field has gone through the process of temporal and spatial evolution of pressure relief instability, tension fracture failure, shrinkage and closure. The mining response model of propulsion time and overlying rock failure is obtained by field monitoring, and the research conclusion provides a theoretical reference for the prevention and control of deep coal and rock dynamic disasters.
【作者单位】: 湘潭大学岩土力学与工程安全湖南省重点实验室;安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金项目(51174002) 岩土力学与工程安全湖南省重点实验室基金项目(16GES10) 湘潭大学自然科学基金项目(15XZX41)
【分类号】:TD325

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号:2493852

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