基于煤层巷道开挖卸荷效应的底板冲击孕育过程研究.pdf

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1、第43卷第2期煤田地质与勘探Vb1．43NO．22015年4月COALGEI：II删&EXPI0lR0NApr．2015文章编号：1001-1986(2015)02-0077-06基于煤层巷道开挖卸荷效应的底板冲击孕育过程研究徐学锋，刘军，张银亮(1．河南理工大学能源科学与工程学院，河南焦作454000；2．义马煤业集团跃进煤矿，河南义马472300)摘要：采用相似模拟和数值模拟研究了河南义马煤田跃进矿采掘影响下巷道底板的应力及变形规律，揭示底板冲击矿压发生前的孕育过程。研究表明，巷道底板冲击受煤层埋深、顶板条

2、件、巷道施工布置方式等多因素影响。在巨厚坚硬上覆砾岩影响下，工作面开采增加了相邻工作面的应力水平。在厚煤层中巷道沿顶板布置留底煤，巷道开挖后，一定范围的煤层底板中的水平应力升高，垂直应力降低，增加了煤层失稳破坏的可能性。巷道开挖卸荷过程中，底板由于没有支护，垂直位移增加，底板的塑性区范围大于两帮，并产生了明显的拉伸破坏，容易使底板成为冲击破坏突破口。关键词：煤层巷道；卸荷效应；底板冲击；相似模拟；数值模拟；孕育过程中图分类号：TD32文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1001．1986．201

3、5．02．016PreparatoryprocessoffloorshockcausedbyunloadingeffectduringexcavationofcoalroadwayXUXuefeng，LIUJunzZHANGYinliangz，(1．SchoolofEnergyScienceandEngineering,HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo454000，China；2．YuejinCoalMineofH口CoalMiningGroup，】j}m口472300，Ch

4、ina)Abstract：Throughnumericalsimulationandsimilarsimulationmethods，thestressdistributionanddeformationlawsoffloorcausedbycoalseamexcavationarestudied，andthepreparatoryprocessoffloorshockisrevealed．Theresultsshowthatlotsofconditionssuchasminingdepth，roofcondi

5、tionandroadwaydriftingandlayoutwayshavegreatinfluenceonfloorshock．Undertheinfluenceofthickhardroof,theminingofworkingfacewillincreasethestressofadjacentwork·ingface．Inthickcoalseam，roadwayiscutalongroofofthecoalscarp_，sotheflooriscoalseamleft．Afterroadwayisc

6、ut，atcertainextent，thehorizontalstressincreasesandtheverticalstressdecreasesinthefloo~andthisincreasesthestressconditionsforbucklingfailureinseam．Duringunloadingoftheroadwayexcavation，becausethefloorisnotsup—portedandtheverticaldisplacementincreases，theplast

7、iczoneoffloorisbiggerthanthetwosides，andtensilefailureappearsinthefloorobviously,andthisisthesallyportoffloorshock．Theconclusionsofthestudyprovidetheoreticalfoundationandwaysforresearchingthemechanismandpreventionmethodsofrockburst．Keywords：coalseamroadway；u

8、nloadingefect；floorshock；similarsimulation；numericalsimulation；preparatoryprocess底板冲击矿压是在矿山采动或采掘面扰动下诱马煤田跃进煤矿、千秋煤矿等。冲击矿压的发生主发底板煤岩层变形能的瞬时释放，表现为底板煤岩要包括3个方面：应力条件、煤岩体的力学性质、层瞬间向上突出，引起采掘空间围岩、设备破坏的采掘等开挖