本文關(guān)鍵詞： 安全工程 礦山安全 孤島工作面 覆巖空間結(jié)構(gòu) 沖擊地壓 相似模擬試驗(yàn)　出處：《安全與環(huán)境學(xué)報(bào)》2017年03期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：以沖擊啟動(dòng)理論為基礎(chǔ),結(jié)合覆巖空間結(jié)構(gòu)思想,采用相似模擬試驗(yàn)方法,研究了孤島工作面上覆巖層空間結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及采動(dòng)圍巖應(yīng)力場(chǎng)的分布、變化規(guī)律,進(jìn)一步探討了孤島工作面區(qū)段煤柱沖擊地壓發(fā)生機(jī)理。結(jié)果表明,兩側(cè)充分開采的孤島工作面上覆巖層呈"C"型覆巖空間結(jié)構(gòu),工作面承受上部巖層及兩側(cè)采空區(qū)上覆巖層轉(zhuǎn)移過來的部分巖層重量,在工作面兩側(cè)形成應(yīng)力集中區(qū)域,導(dǎo)致采動(dòng)圍巖應(yīng)力場(chǎng)達(dá)到極限平衡狀態(tài),該集中應(yīng)力可視為采動(dòng)圍巖近場(chǎng)極限平衡系統(tǒng)的靜載荷。孤島工作面開采過程中"C"型覆巖空間結(jié)構(gòu)逐漸演化形成"W"型空間結(jié)構(gòu),極限平衡系統(tǒng)靜載荷發(fā)生轉(zhuǎn)移和改變,最終由上下區(qū)段煤柱全部承擔(dān)上覆巖層重量,系統(tǒng)載荷增至最大,處于臨界失穩(wěn)狀態(tài)。"W"型覆巖空間結(jié)構(gòu)大面積失穩(wěn),為系統(tǒng)提供了外動(dòng)載荷,系統(tǒng)在動(dòng)載荷的擾動(dòng)下突破平衡極限,從而發(fā)生區(qū)段煤柱沖擊。最后,基于孤島工作面應(yīng)力分布規(guī)律確定了區(qū)段煤柱的合理尺寸。
[Abstract]:Based on the theory of impact start and combined with the idea of overburden spatial structure, the characteristics of overlying strata spatial structure and the distribution and variation of stress field of mining surrounding rock are studied by using similar simulation test method. The mechanism of coal pillar impact ground pressure in the section of Gudao face is further discussed. The results show that the overlying strata of Gudao face are of "C" type overburden space structure, which are fully mined on both sides. The face bears part of the weight transferred from the upper rock strata and the overlying strata of the two goaf, and forms a stress concentration area on both sides of the face, which results in the stress field of the mining surrounding rock reaches the state of ultimate equilibrium. The concentration stress can be regarded as the static load of the near-field limit equilibrium system of mining surrounding rock. During the mining process of the isolated island face, the "C" type overburden spatial structure gradually evolves into "W" type spatial structure, and the static load of the limit equilibrium system is transferred and changed. Finally, the upper and lower coal pillars bear the overburden weight, and the system load increases to the maximum, which is in a critical unstable state. The "W" type overburden space structure is unstable in a large area, which provides the system with external dynamic load. The system breaks through the equilibrium limit under the disturbance of the dynamic load, thus the impact of the section pillar occurs. Finally, based on the stress distribution law of the isolated working face, the reasonable size of the coal pillar in the section is determined.
【作者單位】： 遼寧工程技術(shù)大學(xué)力學(xué)與工程學(xué)院沖擊地壓研究院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目(51404131)
【分類號(hào)】：TD324

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