大倾角煤层伪俯斜采场围岩运移与支架相互作用规律研究
解盘石1
黄宝发1
伍永平1
杨航1
林伟典1
田双奇2
王智3
万鑫3
柏仁宣3
1.西安科技大学能源学院,陕西西安 710054;西安科技大学教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室,陕西西安 7100542.陕西延长石油巴拉素煤业有限公司,陕西榆林 7190523.四川川煤华荣能源有限责任公司太平煤矿,四川攀枝花 617014
摘要：为研究大倾角煤层伪俯斜采场围岩运移与支架相互作用规律,采用物理相似模拟试验、数值模拟和现场监测等方法,探究伪俯斜采场围岩三维运移、充填特征,分析了非均衡充填作用下顶板岩层间的应力传递与转化规律,揭示了"支架-围岩"系统的相互作用关系.结果表明:大倾角伪俯斜采场围岩的破坏与运移不同于真斜采场,受悬空直接顶的区域稳定性转化与滑移矸石的分布特征相互影响,采空区充填矸石的压实度降低,有效充填范围增大,中上部顶板的破坏程度降低.基本顶的破断顺序由初次破断的倾斜"上部—下部—中部"演变为周期破断的倾斜"中部—上部—下部",破断裂隙呈伪斜"O-X"型,中、上部裂隙范围先小后大,下部裂隙范围先大后小,走向垮落步距增大.顶板应力传递路径在不同的岩体与层面间传播,应力拱脚转移至下部矸石上方顶板,工作面中部支承压力最大、上部最小.采场直接顶发生层状拉破坏,基本顶沿垂向发生柱状剪破坏,中部破坏程度最大、上部次之、下部最小.顶板塑性区由直接顶向基本顶发育,由上部向中部沿顺时针扩展.伪俯斜采场"支架-围岩"作用关系受多系统相互影响,"矸石-支架-支架"系统的动态相互作用是采场支架失稳的主要原因.结合生产实际,针对工作面支架非均衡受载失稳、失效及悬空顶板致使的动力灾害问题,对支架的支护阻力、架间稳定性、矸石的充填特征和支架的结构进行了人为调控,取得了良好的效果.
关键词：大倾角煤层伪俯斜采场围岩运移区域稳定性转化应力传递"支架-围岩"系统稳定性
分类号：TD325(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52174126)国家自然科学基金(52104147)陕西省杰出青年科学基金(2023-JC-JQ-42)
论文发表日期：2024-07-30
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：16( 664-679 )
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