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剥蚀区影响下大巷布置优化及煤柱稳定性研究
1
作者
解盘石
张波
+5 位作者
黄宝发
张浩
路贝
雷二辉
王茜
刘鑫
《采矿与岩层控制工程学报》
北大核心
2025年第3期166-182,共17页
为研究浅埋煤层在剥蚀区影响下大巷布置优化及煤柱稳定性,以瑶渠煤矿西采区回风大巷为研究对象,采用理论分析、数值模拟和现场工程验证等方法,研究了剥蚀区影响下巷道变形破坏特征与能量演化规律,分析了在偏应力屈服准则和能量判据下不...
为研究浅埋煤层在剥蚀区影响下大巷布置优化及煤柱稳定性,以瑶渠煤矿西采区回风大巷为研究对象,采用理论分析、数值模拟和现场工程验证等方法,研究了剥蚀区影响下巷道变形破坏特征与能量演化规律,分析了在偏应力屈服准则和能量判据下不同尺寸煤柱的破坏情况,确定了巷道布置优化后合理的煤柱尺寸。结果表明:剥蚀区会使围岩应力增加、应变能积聚,致使巷道围岩变形破坏加剧,坚硬岩层受扰动时应变能变化较小,但不会隔断能量的传递,而较软煤岩体中会产生较大的应变能改变。巷道布置优化后,掘进过程中煤柱内偏应力与应变能呈先递增再稳定最后递减趋势,巷间煤柱小于9 m时,煤柱内偏应力与能量曲线均呈“钟形”分布,且均大于屈服破坏的极限值;煤柱宽度为10~13 m时,偏应力与能量曲线转变为“马鞍形”,煤柱内部小于屈服极限区域逐渐增加,承载能力逐步提高;煤柱宽度大于13 m时,回风大巷与剥蚀区距离过近,其间煤体在剥蚀区和回风大巷双重应力和能量叠加下产生失稳破坏。最后,综合确定煤柱合理尺寸范围为10~12 m,考虑保持煤柱稳定性同时减小剥蚀区的影响,采用10 m煤柱进行工程实践,监测结果表明巷道整体变形量较小,围岩稳定性控制较好。
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关键词
剥蚀区
巷道布置优化
煤柱宽度
偏应力
应变能演化
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职称材料
题名
剥蚀区影响下大巷布置优化及煤柱稳定性研究
1
作者
解盘石
张波
黄宝发
张浩
路贝
雷二辉
王茜
刘鑫
机构
西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室
西安科技大学能源学院
神
木市煤矿安全执法大队
神木市瑶渠煤业有限责任公司
出处
《采矿与岩层控制工程学报》
北大核心
2025年第3期166-182,共17页
基金
国家自然科学基金资助项目(52174126,52104147)
陕西省杰出青年科学基金资助项目(2023-JC-JQ-42)。
文摘
为研究浅埋煤层在剥蚀区影响下大巷布置优化及煤柱稳定性,以瑶渠煤矿西采区回风大巷为研究对象,采用理论分析、数值模拟和现场工程验证等方法,研究了剥蚀区影响下巷道变形破坏特征与能量演化规律,分析了在偏应力屈服准则和能量判据下不同尺寸煤柱的破坏情况,确定了巷道布置优化后合理的煤柱尺寸。结果表明:剥蚀区会使围岩应力增加、应变能积聚,致使巷道围岩变形破坏加剧,坚硬岩层受扰动时应变能变化较小,但不会隔断能量的传递,而较软煤岩体中会产生较大的应变能改变。巷道布置优化后,掘进过程中煤柱内偏应力与应变能呈先递增再稳定最后递减趋势,巷间煤柱小于9 m时,煤柱内偏应力与能量曲线均呈“钟形”分布,且均大于屈服破坏的极限值;煤柱宽度为10~13 m时,偏应力与能量曲线转变为“马鞍形”,煤柱内部小于屈服极限区域逐渐增加,承载能力逐步提高;煤柱宽度大于13 m时,回风大巷与剥蚀区距离过近,其间煤体在剥蚀区和回风大巷双重应力和能量叠加下产生失稳破坏。最后,综合确定煤柱合理尺寸范围为10~12 m,考虑保持煤柱稳定性同时减小剥蚀区的影响,采用10 m煤柱进行工程实践,监测结果表明巷道整体变形量较小,围岩稳定性控制较好。
关键词
剥蚀区
巷道布置优化
煤柱宽度
偏应力
应变能演化
Keywords
denudation area
roadway layout optimization
coal pillar width
deviatoric stress
strain energy evolution
分类号
TD324 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
剥蚀区影响下大巷布置优化及煤柱稳定性研究
解盘石
张波
黄宝发
张浩
路贝
雷二辉
王茜
刘鑫
《采矿与岩层控制工程学报》
北大核心
2025
0
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