針對(duì)大同礦區(qū)刀柱采空區(qū)安全上行開(kāi)采問(wèn)題,運(yùn)用UDEC數(shù)值模擬軟件研究了刀柱采空區(qū)形成時(shí)和上行長(zhǎng)壁開(kāi)采過(guò)程中采場(chǎng)應(yīng)力分布特征以及刀柱煤柱的塑性區(qū)分布規(guī)律。研究表明:下煤層刀柱開(kāi)采引起刀柱煤柱應(yīng)力集中;上行開(kāi)采引起刀柱煤柱應(yīng)力分布的進(jìn)一步演化,根據(jù)各刀柱煤柱受采動(dòng)應(yīng)力的影響將其分為應(yīng)力降低區(qū)、應(yīng)力升高區(qū)和應(yīng)力穩(wěn)定區(qū);主關(guān)鍵層初次破斷時(shí),超前位于上行工作面下方的刀柱煤柱應(yīng)力峰值及塑性區(qū)分布范圍達(dá)到最大。晉華宮礦刀柱采空區(qū)上行開(kāi)采底板位移觀測(cè)情況驗(yàn)證了研究成果的可靠性。 

【文章來(lái)源】：煤礦安全. 2020,51(05)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

數(shù)值模型

下煤層運(yùn)用刀柱法開(kāi)采，覆巖重力轉(zhuǎn)移至刀柱煤柱，引起刀柱煤柱的應(yīng)力升高表現(xiàn)為應(yīng)力集中。其中，靠近刀柱采空區(qū)中央部分的刀柱煤柱受力大于兩側(cè)，明顯大于邊界煤柱處。刀柱采空區(qū)域所受壓力接近零表現(xiàn)為卸壓，應(yīng)力集中區(qū)與應(yīng)力卸壓區(qū)在水平方向上交替出現(xiàn)。下煤層應(yīng)力分布由采動(dòng)前的原巖應(yīng)力狀態(tài)演化為新的波動(dòng)平衡狀態(tài)。2.2 上行開(kāi)采過(guò)程中應(yīng)力分布演化特征

圖3(a）為上行工作面推進(jìn)80 m，亞關(guān)鍵層初次破斷時(shí)的應(yīng)力分布圖。從圖中可以看出：上行工作面超前支承壓力峰值為10.5 MPa，影響范圍37 m，三、四刀柱煤柱受上行采動(dòng)應(yīng)力的影響，應(yīng)力出現(xiàn)明顯升高，應(yīng)力峰值分別由上行開(kāi)采前的15.6、15.5MPa升高到20.8、18.5 MPa。位于上行工作面采空區(qū)下的一、二刀柱煤柱應(yīng)力減小，分別由上行開(kāi)采前的14.6、15.6 MPa降低到6、9.9 MPa。位于上行工作面采動(dòng)應(yīng)力影響范圍外的五、六刀柱煤柱應(yīng)力變化不大。圖3(b）為上行工作面推進(jìn)155 m，主關(guān)鍵層初次破斷時(shí)的應(yīng)力分布圖。上行工作面超前支承壓力峰值為13.9 MPa，影響范圍約60 m。受上行采動(dòng)應(yīng)力的影響，五、六刀柱煤柱應(yīng)力明顯升高，應(yīng)力峰值分別由上行開(kāi)采前的14.6、13.6 MPa升高到28.3、17.8 MPa。位于上行工作面采空區(qū)下的一、二、三、四刀柱煤柱應(yīng)力處于低應(yīng)力狀態(tài)。


本文編號(hào)：3104787