本文以榆樹坡煤礦1207工作面過空巷為工程背景,采用理論分析、數(shù)值計算和現(xiàn)場實踐等方法對綜采工作面過空巷時的圍巖應(yīng)力演化特征和變形規(guī)律進行了系統(tǒng)的研究。主要結(jié)論如下:（1）巷道掘進和工作面回采引起超前支承壓力的疊加效應(yīng)對工作面過空巷時的煤柱應(yīng)力分布規(guī)律進行了研究。隨著空巷煤柱寬度的不斷減小,應(yīng)力演化過程呈現(xiàn)出“馬鞍形”、“單駝峰型”和“尖點型”的變化趨勢,煤柱應(yīng)力集中程度不斷增加。工作面前方存在平行空巷時,基本頂有可能會發(fā)生超前破斷,如果不對頂板進行控制,極易造成壓架及冒頂?shù)劝踩鹿?根據(jù)突變理論,分析了煤柱彈塑性分區(qū)演化規(guī)律,解釋了煤柱寬度不斷減小發(fā)生突變失穩(wěn)的原因;以“砌體梁”理論為基礎(chǔ),建立了空巷基本頂破斷立體力學(xué)模型,得出了使工作面安全通過空巷的最低支護阻力為3.62MPa。（2）通過FLAC^3D對工作面過空巷時的圍巖運移規(guī)律、應(yīng)力演化以及塑性區(qū)變化規(guī)律進行了研究,得出了空巷充填體達到最終強度時空巷煤柱寬度應(yīng)該大于10m;然后對不同強度充填體的變形規(guī)律進行了分析,確定充填體最終強度為4MPa時已經(jīng)能夠使工作面安全快速通過空巷。（3）根據(jù)現(xiàn)場實際和高水材料力... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

煤柱應(yīng)力監(jiān)測示意圖

（i）3m圖 4-2 不同寬度煤柱垂直應(yīng)力分布云圖Figure 4-2 Nephogram of vertical stress distribution of coal pillars with different widths如圖 4-2（a）、（b）、（c）中所示，當煤柱寬度從 50m 減小到 20m 時，空巷右?guī)偷拿后w一直處于垂直應(yīng)力穩(wěn)定狀態(tài)，工作面前方煤體處于應(yīng)力增高狀態(tài)，這主要是由于工作面開挖超前支承壓力造成的�？梢缘弥�，煤柱寬度在大于 20m時，對垂直應(yīng)力分布幾乎沒有什么影響。在圖 4-2（d）、（e）中可以看出，空巷左幫開始出現(xiàn)垂直應(yīng)力集中效應(yīng)，但是應(yīng)力集中程度較小。在圖 4-2（f）、（g）中可以看出，煤柱仍然存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，但是應(yīng)力集中程度中心已經(jīng)開始轉(zhuǎn)移到空巷前方實煤體當中。在圖 4-2（h）、（i）中可以看出，煤柱中垂直應(yīng)力集中現(xiàn)象已經(jīng)消失，應(yīng)力集中效應(yīng)完全轉(zhuǎn)移到空巷前方實煤體當中。因此，在圖 4-2 中，可以得知，煤柱寬度大于 20m 時，可以視為超前支承壓力無影響狀態(tài)；當煤柱寬度為 15m—10m 時，可以視為超前支承壓力一般影響狀態(tài)；當煤柱寬度小于 10m 大于 5m 時，為超前支承壓力較大影響區(qū)域；當煤柱寬度小于 5m 時，煤柱垂直應(yīng)力集中現(xiàn)象消失區(qū)域。

圖 4-4 空巷圍巖變形曲線re 4-4 Surrounding rock deformation curve of abandoned ro，可以看出當煤柱寬度從 50m 減小到 15m 時，趨于平穩(wěn)，呈現(xiàn)線性緩慢增加關(guān)系；當煤柱寬巷圍巖變形開始劇烈增加，斜率近似于 1；當煤變形量急劇增加，因此可以視為 10m 為煤柱寬液凝固達到所需強度以后，此時煤柱寬度應(yīng)該填方案數(shù)值模擬分析（Numerical Soadway Filling Scheme）強度的確定可以根據(jù)第三章理論分析所計算的進行最終確定。在模擬的時，分別對充填體5MPa、6MPa 來進行分析。主要是對充填體不及變形規(guī)律來加以分析。根據(jù)所計算的結(jié)果， 5 章進行水灰比的確定。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]欣源礦綜采工作面過走向空巷充填技術(shù)研究[D]. 秦征遠.中國礦業(yè)大學(xué) 2017



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