大倾角层状采动煤岩体重力-倾角效应与岩层控制
伍永平1
解盘石1
贠东风1
王红伟1
罗生虎2
高喜才1
郎丁1
胡博胜1
闫壮壮1
王同1
1.西安科技大学能源学院,陕西西安710054;西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部实验室,陕西西安7100542.西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部实验室,陕西西安710054;西安科技大学理学院,陕西西安 710054
摘要：大倾角煤层开采过程中,重力-倾角效应是导致细观层状煤岩体单元体主应力偏转和层间接触面应力非均衡传递,介观层状采动模型优势破裂面方向偏移,宏观层状关键层区域迁移、岩体结构异化的主要因素.研究表明,在倾角35.以上煤层采场中重力-倾角效应影响尤为明显:①煤岩组合界面倾角35°～60.时,非均衡传力特性逐渐凸显,界面附近煤岩体内应力传递方向发生偏转,且偏转量随倾角增加逐渐增大;煤体破坏由压剪破坏转化为近平行于界面的滑移剪切破坏,煤岩体的强度和弹性模量也随之减小.②改变了采场围岩采动应力路径演变规律,在采动应力驱动下顶板的损伤变形与破坏运动存在明显的区域性和时序性.③诱发了大倾角采场顶板结构跨层迁移转化、底板非对称破坏滑移、区段煤柱或煤壁局部-整体破坏,以上围岩失稳存在多尺度链式时空关联性,特别是引发围岩灾变的采场关键岩块位置多变,形成采场围岩承载结构异化和泛化特征.理论与实践表明,重力-倾角效应作用下大倾角煤层岩层控制具有显著的多维度和多尺度特点,突破传统开采方法与技术瓶颈,研发全新型成套装备是实现该类煤层安全高效开采的有效途径.
关键词：大倾角煤层重力-倾角效应非均衡应力传递承载结构泛化多尺度岩层控制
分类号：TD823(矿山开采)TD325(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51634007)国家自然科学基金(52174126)陕西省自然科学基础研究计划-陕煤联合基金资助项目(2021JLM-10)
论文发表日期：2023-01-28
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( 100-113 )
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