采矿与安全工程学报 ›› 2021, Vol. 38 ›› Issue (2): 295-303.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2020.0318

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基于应力释放率与微震监测的高强度开采 工作面推进速度效应分析

李杨,杨天鸿,郝耐,宋卫东,付建新,于玲   

  1. 1.北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,北京 100083; 2.中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下 工程国家重点实验室,北京 100083; 3.东北大学资源与土木工程学院,辽宁 沈阳 110819
  • 出版日期:2021-03-15 发布日期:2021-04-06
  • 作者简介:李杨(1986— ),男,甘肃省武威市人,博士,讲师,从事矿山岩石力学方面的研究
  • 基金资助:
    中央高校基本科研业务费专项资金项目(FRF-TP-18-021A1);国家重点研发计划项目(2017YFC0602901);中国矿业大学(北京)深部 岩土力学与地下工程国家重点实验室开放基金项目(SKLGDUEK2022)

Mining rate effect of high-intensity working face based on stress release rate and microseismic monitoring

  • Online:2021-03-15 Published:2021-04-06

摘要: 西部大规模高强度开采已经带来了严重的地质灾害和环境损伤问题,而工作面的推进速度 是高强度开采的重要特征之一,故开展在高强度开采条件下推进速度对关键层破坏及失稳机制的 影响规律研究具有重要的指导意义。推进速度的影响实际上是一个时间效应问题,本文针对以往 研究成果在计算推进速度影响规律时所忽略的时间效应问题,利用岩土有限元分析软件 Midas/GTS 的 LDF 功能,开展基于应力释放率的推进速度效应分析。并依托高强度开采矿山现场, 通过微震事件的定位结果,分析验证推进速度的影响规律。结果表明,当工作面推进速度较慢时, 应力调整范围较大,形成“马鞍形”的应力调整区;而当工作面以较快速度推进时,应力调整范 围较小,且形成“子弹形”应力调整区。随着工作面推进速度的增加,每天产生的微震事件分布 范围(即开采引起的破坏区)明显减小,工作面后方的微震事件分布范围明显增加,微震事件在煤 层顶板的发展高度也变低,从而减小了对岩层的破坏。可以看出工作面推进速度增加的实质是, 围岩变形破坏特征时间效应的体现,围岩岩体的变形时间缩短,影响了围岩应力调整的完整程度, 形成了不同的围岩应力调整范围。

关键词: 煤矿, 推进速度, 应力释放, 微震, 数值模拟

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