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新街矿区深部开采邻空巷道的破坏机理:理论分析和数值模拟
被引量：
1
1
作者
赵毅鑫
周金龙
+4 位作者
张村
刘斌
令春伟
刘文超
韩楚健
《Journal of Central South University》
SCIE
EI
CAS
CSCD
2023年第5期1631-1648,共18页
深部煤炭开采时复杂的应力环境和开采条件容易引起巷道大变形和顶板冒落,严重威胁煤矿生产安全。本文研究了内蒙古新街矿区红庆河煤矿首采工作面开采时邻空巷道应力特征、破坏机理及围岩控制方法。建立了首采工作面不同开采阶段顶板长...
深部煤炭开采时复杂的应力环境和开采条件容易引起巷道大变形和顶板冒落,严重威胁煤矿生产安全。本文研究了内蒙古新街矿区红庆河煤矿首采工作面开采时邻空巷道应力特征、破坏机理及围岩控制方法。建立了首采工作面不同开采阶段顶板长、短臂F型结构模型,基于基础静载荷、采动附加静载荷和扰动动载荷提出了邻空巷道围岩应力计算方法。此外,分析了邻空巷道围岩稳定性,揭示了邻空巷道破坏机理。研究结果表明:基础静载荷、采动附加静载荷和扰动动载荷叠加时形成高应力、能量区,易诱发邻空巷道破坏;煤柱宽度为5~10 m时邻空巷道处在低应力环境,可有效降低邻空巷道破坏风险。同时,提出了邻空巷道围岩控制方法,主要包括选择合理煤柱宽度、切断动载荷来源、降低静载应力集中程度及应用吸能锚杆。本文研究结果可为类似条件巷道围岩控制提供参考。
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关键词
深部
煤炭
开采
邻空巷道
顶板结构
动静载
数值模拟
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职称材料
综放工作面煤柱周围应力分布特征研究
被引量：
6
2
作者
刘明
曹民远
李波
《工矿自动化》
北大核心
2020年第10期104-108,113,共6页
对高瓦斯及断层赋存的综放工作面来说,合理宽度的留设煤柱不仅可以起到支撑上覆岩层压力的作用,还能隔绝采空区瓦斯,减少瓦斯扩散。但目前缺乏对不同煤柱合理留设宽度条件下围岩应力分布特征的研究,同时不同矿井影响煤柱宽度的因素各异...
对高瓦斯及断层赋存的综放工作面来说,合理宽度的留设煤柱不仅可以起到支撑上覆岩层压力的作用,还能隔绝采空区瓦斯,减少瓦斯扩散。但目前缺乏对不同煤柱合理留设宽度条件下围岩应力分布特征的研究,同时不同矿井影响煤柱宽度的因素各异,造成煤柱留设宽度的计算依据难以准确确定。针对上述问题,以屯宝煤矿综放工作面M9-10煤层为工程背景,采用理论计算方式得到煤柱留设宽度的最小值,采用数值模拟方式对M9-10煤层不同宽度的煤柱周围应力分布特征进行研究。研究结果表明:煤柱的合理留设宽度为30~40m;煤柱内的水平应力随着煤柱宽度加大趋向于采空区侧,说明加大煤柱宽度可以转移水平应力对巷道的影响,从而提高巷道稳定性;煤柱垂直应力具有双波峰特征,巷道侧和采空区侧垂直应力峰值与应力集中系数均随煤柱宽度的加大而降低;巷道侧应力峰值在距巷道2.5m处,之后随着距巷道距离的增加,垂直应力先急速减小,然后缓慢增加,在采空区侧出现应力峰值后缓慢减小。为验证40m煤柱宽度的合理性,在该综放工作面进行钻孔应力及瓦斯浓度现场监测,结果表明,40m煤柱留设宽度能够满足巷道支护强度和瓦斯扩散实际要求。
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关键词
煤炭深部开采
综放工作面
巷道支护
瓦斯管控
留设煤柱
煤柱宽度
小煤柱
围岩应力分布
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职称材料
题名
新街矿区深部开采邻空巷道的破坏机理:理论分析和数值模拟
被引量：
1
1
作者
赵毅鑫
周金龙
张村
刘斌
令春伟
刘文超
韩楚健
机构
Beijing Key Laboratory for Precise Mining of Intergrown Energy and Resources
School of Energy and Mining Engineering
CCTEG Coal Mining Research Institute
Department of Civil Engineering
State Key Laboratory of Mining Response and Disaster Prevention and Control in Deep Coal Mines(Anhui University of Science and Technology)
出处
《Journal of Central South University》
SCIE
EI
CAS
CSCD
2023年第5期1631-1648,共18页
基金
Projects(U1910206,51874312)supported by the National Natural Science Foundation of China
Project(202006430014)supported by the China Scholarship Council。
文摘
深部煤炭开采时复杂的应力环境和开采条件容易引起巷道大变形和顶板冒落,严重威胁煤矿生产安全。本文研究了内蒙古新街矿区红庆河煤矿首采工作面开采时邻空巷道应力特征、破坏机理及围岩控制方法。建立了首采工作面不同开采阶段顶板长、短臂F型结构模型,基于基础静载荷、采动附加静载荷和扰动动载荷提出了邻空巷道围岩应力计算方法。此外,分析了邻空巷道围岩稳定性,揭示了邻空巷道破坏机理。研究结果表明:基础静载荷、采动附加静载荷和扰动动载荷叠加时形成高应力、能量区,易诱发邻空巷道破坏;煤柱宽度为5~10 m时邻空巷道处在低应力环境,可有效降低邻空巷道破坏风险。同时,提出了邻空巷道围岩控制方法,主要包括选择合理煤柱宽度、切断动载荷来源、降低静载应力集中程度及应用吸能锚杆。本文研究结果可为类似条件巷道围岩控制提供参考。
关键词
深部
煤炭
开采
邻空巷道
顶板结构
动静载
数值模拟
Keywords
deep coal mining
gob-side roadway
roof structure
dynamic and static loads
numerical simulation
分类号
TD353 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
综放工作面煤柱周围应力分布特征研究
被引量：
6
2
作者
刘明
曹民远
李波
机构
神华新疆能源有限责任公司屯宝煤矿
出处
《工矿自动化》
北大核心
2020年第10期104-108,113,共6页
文摘
对高瓦斯及断层赋存的综放工作面来说,合理宽度的留设煤柱不仅可以起到支撑上覆岩层压力的作用,还能隔绝采空区瓦斯,减少瓦斯扩散。但目前缺乏对不同煤柱合理留设宽度条件下围岩应力分布特征的研究,同时不同矿井影响煤柱宽度的因素各异,造成煤柱留设宽度的计算依据难以准确确定。针对上述问题,以屯宝煤矿综放工作面M9-10煤层为工程背景,采用理论计算方式得到煤柱留设宽度的最小值,采用数值模拟方式对M9-10煤层不同宽度的煤柱周围应力分布特征进行研究。研究结果表明:煤柱的合理留设宽度为30~40m;煤柱内的水平应力随着煤柱宽度加大趋向于采空区侧,说明加大煤柱宽度可以转移水平应力对巷道的影响,从而提高巷道稳定性;煤柱垂直应力具有双波峰特征,巷道侧和采空区侧垂直应力峰值与应力集中系数均随煤柱宽度的加大而降低;巷道侧应力峰值在距巷道2.5m处,之后随着距巷道距离的增加,垂直应力先急速减小,然后缓慢增加,在采空区侧出现应力峰值后缓慢减小。为验证40m煤柱宽度的合理性,在该综放工作面进行钻孔应力及瓦斯浓度现场监测,结果表明,40m煤柱留设宽度能够满足巷道支护强度和瓦斯扩散实际要求。
关键词
煤炭深部开采
综放工作面
巷道支护
瓦斯管控
留设煤柱
煤柱宽度
小煤柱
围岩应力分布
Keywords
deep coal mining
fully mechanized caving face
roadway support
gas control
reserved coal pillar
coal pillar width
small coal pillar
surround rock stress distribution
分类号
TD713 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
新街矿区深部开采邻空巷道的破坏机理:理论分析和数值模拟
赵毅鑫
周金龙
张村
刘斌
令春伟
刘文超
韩楚健
《Journal of Central South University》
SCIE
EI
CAS
CSCD
2023
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
综放工作面煤柱周围应力分布特征研究
刘明
曹民远
李波
《工矿自动化》
北大核心
2020
6
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职称材料
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