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《高预应力锚杆支护对煤与瓦斯突出控制作用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第38卷第7期煤炭学报Vol.38No.72013年7月JOURNALOFCHINACOALSOCIETYJuly2013文章编号:0253-9993(2013)07-1168-06高预应力锚杆支护对煤与瓦斯突出控制作用研究1,21,2徐佑林,康红普(1．煤炭科学研究总院开采设计研究分院,北京100013;2．天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京100013)摘要:采用FLAC3D和COMSOLMultiphysics多物理场数值模拟软件分别对不同支护条件下高瓦斯煤层掘进巷道周围煤岩体应力场、能量场分布特征和煤层瓦斯流动规律
2、进行研究。研究结果表明:锚杆预应力在巷道断面上形成整体压应力结构,在掘进推进前方,后方支护区域的锚杆预应力形成连续分布的压应力带,使预应力扩散到空顶区。预应力越大扩散范围也越广,对抑制空顶区煤岩破碎、变形有重要作用;高预应力锚杆支护能减少煤岩体内能量集中,但不会产生瓦斯积聚;高预应力锚杆支护能在一定程度上降低煤与瓦斯突出的危险。关键词:锚杆支护;应力场;能量场;煤与瓦斯突出中图分类号:TD713文献标志码:AThestudyoncontrolcoalandgasoutburstwithhighprestressrockbolti
3、ng1,21,2XUYou-lin,KANGHong-pu(1．CoalMining&DesigningDepartment,TiandiScience&TechnologyCo．,Ltd．,Beijing100013,China;2．BeijingMiningResearchInstitute,ChinaCoalResearchInstitute,Beijing100013,China)Abstract:UsetheFLAC3DandtheCOMSOLMultiphysicsnumericalsimulationsoftwar
4、etoanalyrockmassstressfieldinhighgascoalseamdirvingroadwaysurround,energyfielddistributioncharacteristics,gasaccumulationprocessruleunderdifferentsupport.Thestudiesshowthattheboltprestressformintegrallycompressivestressstructureinroadwaysection,inadvanceaheadoftunnel
5、ing,theboltprestressoftherearsupportareaformacontinuousdistributioncom-pressivestresszone,leadtotheprestressdiffusionintotheemptytoparea.Theprestressislarger,thespreadiswider,whichplayanimportantroleintheinhibitionofsurroundrockbrokenandweathered.Highprestressstrengt
6、hrockbol-tingcanreducetheenergyconcentrationofcoalandrockmass,anddoesnotproducegasaccumulationanalysisthinkscoalandgasoutburstdangercanbereducedonsomeextentunderhighprestressrockbolting.Keywords:rockbolting;stressfield;energyfield;coalandgasoutburst煤与瓦斯突出多发生在刚揭露还未支护的
7、掘进两侧应力分布严重不均衡,造成应力一侧积蓄了大量工作面,主要是由于受采动影响引起采场支承压力变弹性能,在适当的诱发条件下,弹性能集中释放将造化产生应力集中而诱发。近年来发现,由于巷道支护成巨大破坏力,从而引起煤与瓦斯突出。不及时、支护质量差引起顶板冒落而诱发的煤与瓦斯在矿井生产过程中,采掘工程破坏了原岩应力场突出事故越来越多。煤与瓦斯突出主要有3种控制和原始瓦斯压力场的平衡,使得巷道周围煤岩体的应性因素影响,即地应力,瓦斯含量或压力,煤质结构及力和瓦斯压力重新分布。在一定的时间以后,煤体在区域构造因素3个方面。其中,地应力集中
8、或分布不支承压力的作用下形成如图1所示3个不同应力分[1]均是诱发突出必要条件,由于构造或采动影响等因素布区。在工作面前方塑性区和应力集中区,顶板造成的应力集中可以使煤体不同区域或煤岩分界面受压弯曲下沉,煤体被压缩,煤体中的裂隙和大孔隙收稿日期:2012-05-
