采矿与安全工程学报 ›› 2021, Vol. 38 ›› Issue (2): 276-285.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2020.0445

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剧烈采动影响煤巷围岩偏应力分布规律与控制

王恩,谢生荣,陈冬冬,陈平,祁鹏宇,任宇新   

  1. 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 100083
  • 出版日期:2021-03-15 发布日期:2021-04-06
  • 通讯作者: 谢生荣 E-mail: xsrxcq@163.com
  • 作者简介:王恩(1994— ),男,甘肃省庆阳市人,博士研究生,从事矿山压力与岩层控制方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(52074296);国家自然科学基金青年科学基金项目(52004286, 51504259);中国博士后科学基金项目 (2020T130701, 2019M650895)

Distribution laws and control of deviatoric stress of surrounding rock in the coal roadway under intense mining

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

摘要: 针对多重剧烈采动影响煤巷围岩控制难题,以某矿轨道平巷为研究对象,采用 FLAC3D 模 拟上煤层遗留煤柱集中应力、本煤层邻近工作面及本工作面采动对煤巷稳定性的影响。结果表明: 上部煤层遗留区段煤柱底板存在沿煤柱边缘向底板深部呈“八” 字形非对称分布的高剪应力区; 随着煤柱底板深度增加,偏应力第二不变量 J2值分布由陡峭双峰形向马鞍形转变,并将底板分为 显著影响区( 0~16 m)、一般影响区( 16~30 m)和弱影响区( 30 m 以上);相邻工作面回采过程 中,超前监测面 20 m 时顶板和两帮 J2 值开始增大,当滞后监测面 10~20 m 巷道围岩进入相邻工 作面采动影响期;在本工作面超前采动影响过程中,巷道深部高 J2 值非均布环形分布带应力值进 一步增加,范围变大,环形向逆时针旋转转移,并呈向深部转移的趋势。基于此提出高预应力锚 杆(索)与桁架锚索组合非对称控制技术且煤巷控制效果良好。

关键词: 剧烈采动, 多煤层开采, 煤巷, 偏应力第二不变量, 桁架锚索

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