采矿与安全工程学报 ›› 2020, Vol. 37 ›› Issue (4): 707-714.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2020.04.008

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基于RSM-BBD的煤巷开挖帮部失稳关键因素 与控制技术离散元分析

冯友良,鞠文君   

  1. 1.中煤科工开采研究院有限公司,北京 100013;2.天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京 100013; 3.煤炭科学研究总院开采研究分院,北京 100013
  • 出版日期:2020-07-15 发布日期:2020-08-05
  • 作者简介:冯友良(1989- ),男,河南省信阳市人,助理研究员,博士,从事矿山岩体力学、巷道矿压理论与支护技术方面的研究。
  • 基金资助:
    天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项项目(2018-TD-QN025,2019-TD-QN005);国家重点研发计划项目(2017YFC0603003,2017YFC0804308)

Discrete element analysis of the key influence factors and control technology of coal roadway sidewall instability for excavation based on RSM-BBD design

  • Online:2020-07-15 Published:2020-08-05

摘要: 煤巷围岩是由顶板、两帮及底板组成的整体,帮部强度普遍低于顶底板,是整个巷道围岩的薄弱体,其变形破坏会带来巷道整体失稳。以往大量研究表明,煤巷开挖帮部稳定性主要受煤层埋深、巷道高度、地应力状况、煤体内摩擦角、内聚力及支护强度等设计、地质条件及力学参数类因素影响。本文基于RSM-BBD试验设计与离散元法研究巷帮失稳关键因素及其控制技术。研究结果表明:巷高、侧压系数、埋深可调整余地小,内摩擦角、内聚力、支护强度相对可控,控制巷帮稳定关键在于一定程度上提高煤体内摩擦角、内聚力及支护强度;单一因素及其各自之间交互作用都会影响巷帮稳定性;改善巷帮煤体受力状况,降低主应力差值,提高煤体力学性质,优化掘进工艺水平可有效控制巷帮稳定性;“分次开挖、柔性护表、一次强力支护”理念在现场应用效果良好,显著改善巷帮煤体失稳问题。

关键词: RSM-BBD设计, 离散元, 巷帮失稳, 影响因素, 控制技术

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