特厚煤层巷道顶板离层关键影响因素模拟研究

采矿与安全工程学报 ›› 2014, Vol. 31 ›› Issue (5): 681-686.

特厚煤层巷道顶板离层关键影响因素模拟研究

中国矿业大学矿业工程学院，深部煤炭资源开采教育部重点实验室，江苏徐州 221116

出版日期:2014-09-15 发布日期:2014-10-08
作者简介:严红(1985—)，男，四川省南充市人，博士后，讲师，从事煤矿巷道围岩控制方面的研究。 E-mail：linodex@163.com Tel：15950689619
基金资助:
中央高校基本科研业务费专项资金项目(2014QNA50)；国家“十二五”科技支撑计划项目(2012BAB13B03)；国家重点基础研究发展计划(973)项目(2013CB227905)；教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET-11-0728)

Simulation study on key influencing factors to the roof abscission of the roadway with extra-thick coal seam

Online:2014-09-15 Published:2014-10-08

摘要/Abstract

摘要： 煤岩层离层破断是采掘过程中特厚煤层巷道顶板失稳的前兆。研究顶板离层的关键影响因素，控制现有顶板离层数值和离层区域再生数量是降低离层破断进而有效避免顶板失稳的基础工作。综合现场调研、数值模拟、正交试验及理论分析方法，对特厚煤层巷道顶板离层监测原理、离层影响因素分类、离层模拟方法及关键离层影响因素进行了详细分析：1) 离层的影响因素分为3大类(支护参数类、煤矸性质类和巷道结构布置类)和15小类；2) 详细比较有限元和离散元中离层的模拟计算方法，确定块体镶嵌系统式离散元软件模拟离层；3) 基于UDEC软件和正交试验设计方法，对15个离层影响因素创建的50个数值模型进行模拟和计算分析，得出3大类影响因素程度序列图以及影响离层的6个关键影响因素。

关键词: 特厚煤层, 离层, 影响因素, 正交试验设计

Abstract: The roof abscission of the coal seam and rock strata is the omen to the final loosing stability of the roadway with extra-thick coal seam (RETCS) during the excavation and mining activities. It is a basic research on the key influencing factors of the roof abscission as this study can effectively control the value and regeneration of the roof abscission and decrease the roof abscission occurrence ratio, which can prevent the roof caving accidents. Combined with field observation, numerical simulation, orthogonal test and theoretical analysis methods, the influencing factors of the roof abscission of the RETCS are classified and the simulation methods of the roof abscission and key influencing factors of the roof abscission of the RETCS are analyzed in detail. Finally, the main results are as follows：1) The influencing factors of the roof abscission are classified into 3 broad categories including supporting parameters, coal seam and parting properties and roadway structural arrangement and 15 concrete types. 2) The simulation and calculation methods between finite element and discrete element are compared and the latter software with block inlay type are determined and chosen. 3) Based on UDEC and orthogonal test, a total of 50 numerical models according to the 15 influencing factors of the roof abscission are built and simulated and 3 categories of influencing sequence chart and 6 key influencing factors are obtained.

Key words: extra-thick coal seam, roof abscission, influencing factors, orthogonal test

严红, 张吉雄, 王思贵, 曹远威. 特厚煤层巷道顶板离层关键影响因素模拟研究[J]. 采矿与安全工程学报, 2014, 31(5): 681-686.

YAN Hong, ZHANG Jixiong, WANG Sigui, CAO Yuanwei. Simulation study on key influencing factors to the roof abscission of the roadway with extra-thick coal seam[J]. Journal of Mining & Safety Engineering, 2014, 31(5): 681-686.

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