大倾角大采高采场塑性区分布及主控因素分析
张浩
伍永平
解盘石
西安科技大学能源学院,陕西西安 710054;西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室,陕西西安 710054
摘要：大倾角大采高工作面煤壁临空高度大,自由运移空间广,自稳平衡性差,煤壁在工作面内并非独体,其会与围岩及支架等介体组成承载结构,且采动行为间密切联动,倾角效应极易促使煤壁所处应力环境异化,诱使其响应行为复杂化,增加煤壁及围岩稳定性控制难度,制约工作面安全高效生产.为解决大倾角大采高工作面煤壁稳定性控制难题,综合采用理论分析、数值计算法进行研究.研究得出大倾角煤层大采高工作面塑性区内应力呈指数曲线状递增,煤壁邻域存在非对称拱状残余应力影响区,塑性区广度分区异化,广度由大到小依次为上部、中部、下部,分布形态呈梯级拱状,塑性区内煤体会重复性承压,并会随塑性区扩展增强;采高增大,煤壁邻域残余支承压力降低,煤壁前方煤体承压强度、位移幅度及受扰动范围均会增加;倾角效应下煤壁应力及运移分区式发展,其中,应力由大到小依次为下部、上部、中部,位移由大到小依次为中部、上部、下部,此外,伪斜布置下工作面倾角会诱使煤壁失稳模式转换,伪斜角大时,工作面倾角小,支承压力压缩分力作用增强,主要发生外凸片落式破坏,反之,则为采动应力及煤体自重倾向分力耦合性侧压下滑移失稳.综合分析可知,倾角及采高耦合作用下煤壁采动性状区域异化,且由于工作面中部、上部应力卸荷、运移量均较大,故此两域应为大倾角大采高工作面煤壁失稳重点防控区.
关键词：大倾角大采高三维模型煤壁稳定性塑性区
分类号：TD323(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52104147)国家自然科学基金(51774230)
论文发表日期：2023-09-25
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：10( 55-64 )
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