【摘要】：針對(duì)現(xiàn)有巷道冒頂機(jī)理在解釋回采巷道冒頂機(jī)理時(shí)適用性不強(qiáng)的問題,以保德礦81305工作面運(yùn)輸巷為工程背景,利用理論分析,數(shù)值模擬及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)等方法,研究了回采巷道圍巖蝶葉形塑性區(qū)形成機(jī)制和回采巷道蝶葉形塑性區(qū)演化規(guī)律,并揭示了回采巷道蝶葉形冒頂機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn),均質(zhì)巖體圓形巷道塑性區(qū)蝶形邊界的4個(gè)蝶葉會(huì)因蝶葉發(fā)生退化消失、偏轉(zhuǎn)及擴(kuò)展而形成蝶葉形塑性區(qū),蝶葉形塑性區(qū)蝶葉尺寸主要受到側(cè)壓系數(shù)、圍巖黏聚力、內(nèi)摩擦角及巷道半徑的影響。當(dāng)?shù)~形塑性區(qū)蝶葉位于頂板時(shí),蝶葉內(nèi)發(fā)生塑性破壞的巖層會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈變形,當(dāng)錨索延伸量無法適應(yīng)頂板的大變形時(shí),便會(huì)出現(xiàn)因錨索被拉斷而導(dǎo)致支護(hù)失效,使塑性區(qū)發(fā)生惡性擴(kuò)展,最終導(dǎo)致冒頂事故的發(fā)生。基于回采巷道蝶葉形冒頂機(jī)理,提出了可接長(zhǎng)錨桿與錨索協(xié)調(diào)支護(hù)技術(shù)和可接長(zhǎng)錨桿與普通錨桿協(xié)調(diào)支護(hù)技術(shù),該技術(shù)在81305工作面運(yùn)輸巷的工業(yè)試驗(yàn),使該巷道在工作面回采期間,錨索破斷率由原來64.5%降至12.5%,防止冒頂事故的發(fā)生。
[Abstract]:In order to solve the problem that the existing roadway caving mechanism is not applicable in explaining the roof falling mechanism of mining roadway, taking the transportation roadway of 81305 working face in Baode Mine as the engineering background, the formation mechanism of butterfly leaf plastic zone in surrounding rock of mining roadway and the evolution law of butterfly leaf plastic zone in mining roadway are studied by means of theoretical analysis, numerical simulation and field test, and the mechanism of butterfly leaf caving in mining roadway is revealed. It is found that four butterfly leaves at the plastic zone of circular roadway in homogeneous rock mass will be degraded and disappeared, deflected and expanded to form butterfly shaped plastic zone. The size of butterfly leaf in sphenoid plastic zone is mainly affected by lateral pressure coefficient, cohesion of surrounding rock, internal friction angle and roadway radius. When the butterfly leaf is located in the roof, the rock strata with plastic damage in the butterfly leaf will produce strong deformation. When the extension of the anchor cable can not adapt to the large deformation of the roof, there will be support failure caused by the fracture of the anchor cable, resulting in malignant expansion of the plastic zone, and finally leading to the occurrence of roof fall accident. Based on the mechanism of butterfly leaf roof fall in mining roadway, the coordinated support technology between connecting long bolt and anchor cable and the coordinated support technology between accessible long bolt and ordinary bolt are put forward. The industrial test of this technology in 81305 working face transportation roadway reduces the breaking rate of anchor cable from 64.5% to 12.5% during the mining of the roadway, so as to prevent the occurrence of roof fall accident.
【作者單位】： 西安科技大學(xué)能源學(xué)院;教育部西部礦井開采及災(zāi)害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)資源與安全工程學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51434006,51604212) 陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃資助項(xiàng)目(2016JQ5100) 陜西省教育廳專項(xiàng)科研計(jì)劃資助項(xiàng)目(17JK0497) 西安科技大學(xué)培育基金資助項(xiàng)目(201732)
【分類號(hào)】：TD353

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