孤岛工作面围岩运移及冲击破坏数值模拟研究.pdf

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1、Ｖｏｌ４２Ｎｏ２矿业安全与环保第４２卷第２期Ａｐｒ２０１５ＭＩＮＩＮＧＳＡＦＥＴＹ＆ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ２０１５年４月曹建军，易恩兵．孤岛工作面围岩运移及冲击破坏数值模拟研究［Ｊ］矿业安全与环保，２０１５，４２（２）：２０－２３．文章编号：１００８－４４９５（２０１５）０２－００２０－０４孤岛工作面围岩运移及冲击破坏数值模拟研究１，２１，２曹建军，易恩兵（１．瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆４０００３７；２．中煤科工集团重庆研究院有限公司瓦斯研究分院，重庆

2、４０００３７）摘要：针对孤岛工作面“Ｔ”型覆岩结构特征，采用数值模拟方法分析孤岛工作面回采过程中覆岩屈服破坏特征、应力分布规律，研究了孤岛工作面覆岩破断产生强冲击动载荷条件下巷道应力、加速度、位移以及变形速度的变化规律。结果表明：回采初期围岩塑性破坏主要集中在工作面顶板，回采后期覆岩的塑性区逐渐向上覆岩层发展，呈“弧形”对称分布形态；在矿震动载作用下，孤岛工作面巷道左、右帮变形量小于顶、底板变形量，巷道右帮和顶板的变形速度变化较大，且顶板的下沉量最大，左右两帮的垂直应力比顶底板的垂直应力大。研究得出

3、的孤岛工作面覆岩运移、冲击破坏规律，可为工作面防冲工作提供理论指导，以制订针对性的防冲措施，确保工作面安全回采。关键词：孤岛工作面；围岩运移；冲击地压；矿震；屈服破坏中图分类号：ＴＤ３２文献标志码：Ａ网络出版时间：２０１５－０４－０９００：０８网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／５０．１０６２．ＴＤ．２０１５０４０９．０００８．００３．ｈｔｍｌＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＭｏｖｅｍｅｎｔａｎｄＩｍｐａｃｔＦａｉｌｕｒｅｏｆＳｕｒ

4、ｒｏｕｎｄｉｎｇＲｏｃｋｉｎＩｓｏｌａｔｅｄＷｏｒｋｉｎｇＦａｃｅ１，２１，２ＣＡＯＪｉａｎｊｕｎ，ＹＩＥｎｂｉｎｇ（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＧａｓＤｉｓａｓｔｅｒＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄＥｍｅｒｇｅｎｃｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００３７，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｉｎａＣｏａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｒｏｕｐＣｈｏｎｇｑｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００３７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｃｏｕｎｔ

5、ｅｒｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＴ－ｓｈａｐｅｄｏｖｅｒｌａｙｉｎｇｓｔｒａｔａｉｎｔｈｅｉｓｏｌａｔｅｄｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅ，ａｎａｌｙｓｉｓｗａｓｍａｄｅｏｎｔｈｅｙｉｅｌｄｆａｉｌｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｔｈｅｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｌａｗｏｆｔｈｅｏｖｅｒｌｙｉｎｇｓｔｒａｔａｉｎｔｈｅｍｉｎｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｉｓｏｌａｔｅｄｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅｗｉｔｈｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｗａｓｃａ

6、ｒｒｉｅｄｏｕｔｏｎｔｈｅｃｈａｎｇｅｌａｗｏｆｔｈｅｓｔｒｅｓｓ，ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ，ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｔｈｅｒｏａｄｗａｙｕｎｄｅｒｔｈｅｓｔｒｏｎｇｉｍｐａｃｔｌｏａｄｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｔｈｅｏｖｅｒｌｙｉｎｇｓｔｒａｔａｆａｉｌｕｒｅｉｎｔｈｅｉｓｏｌａｔｅｄｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｐｌａｓｔｉｃｆａｉｌｕｒｅｏｆｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｒｏｃｋｉｎｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｓｔａｇｅｏ

7、ｆｍｉｎｉｎｇｍａｉｎｌｙｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄｉｎｔｈｅｒｏｏｆｏｆｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅ，ａｎｄｉｎｔｈｅｌａｔｅｓｔａｇｅｏｆｍｉｎｉｎｇ，ｔｈｅｐｌａｓｔｉｃｚｏｎｅｏｆｔｈｅｒｏｃｋｇｒａｄｕａｌｌｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄｔｏｔｈｅｏｖｅｒｌｙｉｎｇｓｔｒａｔａ，ｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｎ“ａｒｃ－ｓｈａｐｅｄ”ｓｙｍｍｅｔｒｉｃｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｒｏａｄｗａｙ’ｓｔｗｏｓｉｄｅｓｗａｓｓｍａｌｌｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｒｏｏｆａｎｄｆｌｏｏｒｕｎｄ

8、ｅｒｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ，ｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｉｇｈｔｓｉｄｅａｎｄｒｏｏｆｏｆｔｈｅｒｏａｄｗａｙｗａｓｌａｒｇｅｒａｎｄｔｈｅｒｏｏｆｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅｗａｓｂｉｇ，ｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｓｔｒｅｓｓｉｎｔｗｏｓｉｄｅｓｏｆｔｈｅｒｏａｄｗａｙｗａｓｌａｒｇｅｒｔｈａｎｔｈａｔｉｎｔｈｅｒｏｏｆａｎｄｆｌｏｏｒ．Ｔｈｒｏｕｇｈｒｅｓｅａｒｃｈ，ｔｈｅｍｏｖｅｍｅｎｔａｎｄｉｍｐａｃｔｆａｉｌｕｒｅｌａｗｏｆ