本文選題：高構(gòu)造應(yīng)力 + 尖點(diǎn)突變��； 參考：《采礦與安全工程學(xué)報(bào)》2016年06期

【摘要】：在褶皺區(qū)開采覆巖受高構(gòu)造應(yīng)力的條件下,開采煤層上覆堅(jiān)硬巖層斷裂與開采范圍屬于非線性問(wèn)題。為研究該條件下覆巖災(zāi)變規(guī)律,應(yīng)用材料力學(xué)的彎曲梁理論,對(duì)相鄰堅(jiān)硬巖層建立簡(jiǎn)化的力學(xué)模型,推導(dǎo)出其勢(shì)函數(shù)的表達(dá)式,運(yùn)用尖點(diǎn)突變模型得到其發(fā)生破斷的充分必要條件。通過(guò)實(shí)測(cè)的地應(yīng)力,求得該礦堅(jiān)硬巖層的極限斷裂距為280 m;在實(shí)驗(yàn)室條件下采用圍壓加載模擬支架進(jìn)行物理相似模擬實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn),在留設(shè)10 m煤柱條件下,堅(jiān)硬巖層極限破斷距為340 m。運(yùn)用FLAC~(3D)數(shù)值模擬,得出在同樣地質(zhì)條件下,當(dāng)留設(shè)0,10 m煤柱時(shí),復(fù)合關(guān)鍵層的極限破斷距分別為280,345 m。研究結(jié)果表明高構(gòu)造應(yīng)力條件下,復(fù)合關(guān)鍵層的斷裂是礦井沖擊礦壓災(zāi)害的源頭,斷裂距越大其聚集的能量越大,因此在礦區(qū)開采中應(yīng)盡量使用窄煤柱或無(wú)煤柱開采,減少堅(jiān)硬巖層的斷裂能量的釋放。
[Abstract]:Under the condition that the mining overburden is subjected to high structural stress in the fold area, the fracture and mining range of the overlying hard rock layer on the mining seam is a nonlinear problem. In order to study the cataclysmic law of overburden rock under this condition, a simplified mechanical model for adjacent hard rock is established by using the bending beam theory of material mechanics, and the expression of its potential function is derived. By using the cusp catastrophe model, the necessary and sufficient conditions for the breakage are obtained. Based on the measured in-situ stress, the limit fracture distance of the hard rock layer of the mine is found to be 280m.The physical similarity simulation experiment of the simulated support under confining pressure loading under laboratory conditions shows that under the condition of remaining 10m coal pillar, the limit fracture distance is 280m. The limit breaking distance of hard rock is 340 m. By using FLAC3D numerical simulation, it is concluded that under the same geological conditions, when the coal pillar is set at 0 ~ 10 m, the limit breaking distance of the composite critical layer is 280345 m respectively. The results show that under the condition of high structural stress, the fracture of the complex key layer is the source of mine rock burst disaster, and the bigger the fault distance is, the greater the accumulated energy is, so it is necessary to use narrow coal pillar or no coal pillar mining in mining area as far as possible. Reduces the release of fracture energy from hard rock formations.
【作者單位】： 西安科技大學(xué)能源學(xué)院;呼倫貝爾學(xué)院礦業(yè)學(xué)院;西安科技大學(xué)教育部西部礦井開采及災(zāi)害防治實(shí)驗(yàn)室;隴東學(xué)院能源工程學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(40472104,40572155) 教育部高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金項(xiàng)目(20106121110003) 內(nèi)蒙古自治區(qū)高等學(xué)�？茖W(xué)研究項(xiàng)目(NJZY249) 陜西省教育廳重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研計(jì)劃項(xiàng)目(2010JS020,13JS066) 陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目(2011JY005)
【分類號(hào)】：TD32

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本文編號(hào)：2064773