【摘要】：為深入研究充填工作面前后方影響范圍,以西馬煤礦充填首采工作面為例,采用理論分析、物理模擬和現(xiàn)場實測相結合的方法進行分析。通過理論分析得出充填工作面上覆巖層的影響范圍大大降低,根據(jù)傳遞巖梁假說得出工作面前后方的影響范圍也必將減小。物理模擬和現(xiàn)場實測結果顯示,工作面前方的影響范圍大約是18m,工作面后方的影響范圍大約是22~24m。對比垮落法開采影響范圍的統(tǒng)計數(shù)據(jù),充填開采工作面前方和后方的影響范圍大幅減小,驗證了理論分析的結論。
【圖文】：

圖2應力測點布置示意圖際工作面推進225m，開挖過程中開挖厚度為2cm，充填1.2cm。3.3物理模擬結果分析依據(jù)以上的模型開挖方法，按照時間相似比對模型進行連續(xù)推進，開采結束時的模型狀態(tài)如圖3所示，從模型推進結束后的覆巖整體狀態(tài)可以判斷出，整個模型沒有出現(xiàn)垮落帶，只有斷裂帶。圖3開采結束時模型狀態(tài)圖將斷裂后破壞最高的位置放大分析，采用直接測量的方法分析采后模型的最大斷裂帶高度，測量得到斷裂帶高度為18.5cm，如圖4所示，根據(jù)幾何相似比換算成實際高度約為23.1m。圖4斷裂帶高度放大圖整理分析監(jiān)測到的數(shù)據(jù)，將整個“工作面”推進過程中工作面的推進距離作為橫坐標，將各個測點監(jiān)測到的應力集中系數(shù)為縱坐標，繪制出工作面推進距離與應力集中系數(shù)關系曲線，如圖5所示。分析圖5中開切眼位置與各個測點之間的距離關系，得出工作面推進不同距離時與各個測點間的距離。從圖5整理出開采過程中的影響范圍數(shù)據(jù)，見表1。從表1可以得出整個推進過程中應力集中系數(shù)最大值為1.23;工作面的超前影響范圍在12.5～15.9cm之間，平均值為14.6cm，根據(jù)幾何相似比換算出實際超前影響范圍平均值為18.3m;工作面對后方的影響范圍在17.1～21.2cm，平均值為19.3cm，換算出實際工作面后方影響范圍平均值為24.1m。圖5工作面推進距離與應力集中系數(shù)關系曲線1052017年第12期煤炭工程研究探討

圖2應力測點布置示意圖際工作面推進225m，開挖過程中開挖厚度為2cm，充填1.2cm。3.3物理模擬結果分析依據(jù)以上的模型開挖方法，按照時間相似比對模型進行連續(xù)推進，開采結束時的模型狀態(tài)如圖3所示，從模型推進結束后的覆巖整體狀態(tài)可以判斷出，整個模型沒有出現(xiàn)垮落帶，只有斷裂帶。圖3開采結束時模型狀態(tài)圖將斷裂后破壞最高的位置放大分析，采用直接測量的方法分析采后模型的最大斷裂帶高度，測量得到斷裂帶高度為18.5cm，如圖4所示，根據(jù)幾何相似比換算成實際高度約為23.1m。圖4斷裂帶高度放大圖整理分析監(jiān)測到的數(shù)據(jù)，將整個“工作面”推進過程中工作面的推進距離作為橫坐標，將各個測點監(jiān)測到的應力集中系數(shù)為縱坐標，繪制出工作面推進距離與應力集中系數(shù)關系曲線，如圖5所示。分析圖5中開切眼位置與各個測點之間的距離關系，得出工作面推進不同距離時與各個測點間的距離。從圖5整理出開采過程中的影響范圍數(shù)據(jù)，見表1。從表1可以得出整個推進過程中應力集中系數(shù)最大值為1.23;工作面的超前影響范圍在12.5～15.9cm之間，平均值為14.6cm，，根據(jù)幾何相似比換算出實際超前影響范圍平均值為18.3m;工作面對后方的影響范圍在17.1～21.2cm，平均值為19.3cm，換算出實際工作面后方影響范圍平均值為24.1m。圖5工作面推進距離與應力集中系數(shù)關系曲線1052017年第12期煤炭工程研究探討
【作者單位】： 華北科技學院安全工程學院;河北省礦井災害防治重點實驗室;遼寧工程技術大學礦業(yè)學院;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(51074086,51174109)
【分類號】：TD823.7

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本文編號：2552411