高偏应力煤巷围岩拉剪破裂特征及分区控制方法研究
高永格1
徐振铭2
洛锋1
陈振3
王鹏1
李盟1
高帅2
何团4
1.河北工程大学 矿业与测绘工程学院,河北 邯郸 056038;河北省煤炭矿井建设技术创新中心,河北 邯郸 056038;邯郸市深部巷道围岩控制及灾害防治重点实验室,河北 邯郸 0560382.河北工程大学 矿业与测绘工程学院,河北 邯郸 0560383.中国煤炭工业协会,北京 1000284.煤炭科学研究总院有限公司,北京100013
摘要：为获得高偏应力巷道围岩拉剪破裂特征并提出优化支护方案,以山西某矿孤岛工作面为背景,采用理论分析、数值模拟、相似模拟相结合的研究手段,分析了高偏应力条件下巷道围岩拉剪破裂分布特征及演化规律,揭示了托顶煤巷道围岩拉剪破裂机制,提出了高偏应力条件下巷道围岩沿掘进方向的全长分区控制方法.研究结果表明:(1)当侧压系数λ为0.60时,巷道围岩两帮呈"楔形"破坏,顶底出现明显卸荷并在巷道围岩四角点处产生应力集中;侧压系数λ逐渐减小至0.24的过程中,巷道围岩以两帮破坏为基础,在剪切应力作用下"蝶叶"逐渐发育,并最终形成蝶形破裂.(2)开挖破坏区围岩的浅部存在拉剪混合破裂区域,以张拉破裂为主;围岩深部为剪切破裂.围岩破裂演化过程可划分为3个阶段,分别为环自由面的自身破坏阶段、"蝶叶"孕育扩展阶段和"蝶叶"扩展稳定阶段.(3)定义了基于巷道全长分区的应力阈值,提出了掘进巷道全长分区支护方法,可为后续采煤工作面巷道的差异化支护提供理论参考.
关键词：高偏应力拉剪破裂托顶煤巷道分区支护
分类号：TD32(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51804093)河北省三三三人才工程资助项目(C20221027)河北省引进留学人员资助项目(C20220310)河北省高等学校青年拔尖人才资助项目(BJ2019021)河北省研究生创新能力培养资助项目(CXZZSS2024105)河北省研究生创新能力培养资助项目(CXZZSS2023118)
论文发表日期：2024-08-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：14( 62-75 )
英文信息