大断面沿空掘巷煤柱宽度确定数值模拟研究-论文.pdf

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1、Vo1．41No．3矿业安全与环保第4l卷第3期Jun．2014MININGSAFETY＆ENVIRONMENTALPROTECTION2014年6月郭辉，王新萍．大断面沿空掘巷煤柱宽度确定数值模拟研究[J]．矿业安全与环保，2014，41(3)：20-23文章编号：1008—4495(2014)03—0020—04大断面沿空掘巷煤柱宽度确定数值模拟研究郭辉，王新萍(1．山西煤炭管理干部学院，山西太原030006；2．山西职业技术学院，山西太原030006)摘要：针对大断面沿空掘巷煤柱宽度确定的难题，采用FLAC3D数值模拟方法研究不同宽度

2、煤柱的屈服破坏特征与应力分布规律，研究结果表明：①掘进阶段，煤柱宽度为3m和4m时，煤柱全部被压坏，煤柱应力近似呈三角形分布；煤柱宽度超过5m后，未屈服破坏的煤柱宽度随煤柱宽度增加而呈二次多项式规律增加，煤柱应力近似呈梯形分布。②回采阶段，随着工作面推进，煤柱围岩屈服破坏范围逐渐增加，垂直应力峰值较掘进阶段升高且由梯形分布逐渐向三角形分布演化，超前20m应加强支护。③工程实践表明，所选受力状态良好、宽5m的煤柱，回采时采取必要的支护措施可以实现高效安全开采。关键词：大断面；沿空掘巷；煤柱宽度；数值模拟；屈服破坏特征；应力分布规律中图分类号：

3、TD822．3文献标志码：A网络出版时间：2014—05-2413：54网络出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／detail／50．1062．TD．20140524．2245．051．htmlNumericalSimulationStudyonDeterminationofCoalPillarWidthforLarge-sectionRoadwayDrivingalongNextGobGUOHui，WANGXinping(．ShanxiCoalMiningAdministratorsCollege，Taiyuan，0

4、30006，China；2．ShanxiPolytechnicCollege，Taiyuan030006，China)Abstract：Aimingattheproblemthatthecoalpillarwidthforlarge—sectionroadwaydrivingalongnextgobwashardlydetermined，studywasmadeonthecharacteristicsoftheyieldfailureandthelawofstressdistributionofcoalpillarsindifferentw

5、idthbyusingnumericalsimulationofFLAC3D．Theresearchresultsshowed：①Atthedrivagestage，whenthecoalpillarwidthwas3mand4m，thewholecoalpillarwasdestroyedanditsstresswasapproximatelyintriangulardistribution；whenthecoalpillarwidthwasmorethan5m，thecoalpillarwidthwithoutyieldfailurei

6、ncreasedinaquadraticpolynomiallaw，anditsstresswasapproximatelyintrapezoidaldistribution；②Atthewiningstage，theyieldfailurescopeofcoalpillarssurroundingrockgraduallyincreasedwiththeadvanceoftheworkingface，thepeakvalueoftheverticalstresswashigherthanthatatthedfivagestage，andt

7、heverticalstressgraduallyevolvedfromthetrapezoidaldistributiontothetriangulardistribution，SOsuppoflshouldbestrengthenedin2Omaheadofthecoalpillar；@Theengineeringpracticeshowedthatselectedcoalpillarin5m—wideandwithgoodforceconditioncanrealizeeficientandsafecoalminingwhennece

8、ssarysupposingmeasuresweretakenincoalwinning．Keywords：largesection；roadwaydrivingalongnex