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动压巷道煤柱载荷特征及其对围岩应力的影响

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文档简介:

动压巷道煤柱载荷特征及其对围岩应力的影响2012年2月矿业安全与环保第39卷第1期动压巷道煤柱载荷特征及其对围岩应力的影响赵启峰,田多,李万名,师皓宇(1.华北科技学院安全工程学院,北京101601;2.开滦(集团)蔚州矿业公司崔家寨矿,河北蔚县075700)摘要:煤柱是回采巷道围岩结构的一个重要组成部分,煤柱尺寸在一定程度上决定着巷道围岩的稳定性。针对崔家寨矿E12501综采工作面具体地质及开采技术条件,运用计算机数值模拟及现场实测相结合的方法,研究不同煤柱宽度时煤柱及工作面煤体应力分布规律,获得了煤柱内部应力场及演化基本规律。研究结果表明,煤柱宽度变化对围岩应力分布及结构变化特征影响显著,巷道维护状态是工作面煤层和煤柱内应力场共同作用的结果,为区段煤柱宽度的合理留设、回采巷道合理位置的选择及围岩稳定性控制提供了依据。关键词:动压巷道;煤柱宽度;围岩应力;模拟分析中图分类号:TD325文献标志码:A文章编号:1008—4495(2012)01—0020—03区段煤柱留设一直是困扰煤矿安全生产的一个技术难题。煤柱留设的合理性直接关系到巷道支护效果、煤矿安全生产以及煤矿的经济效益J。区段煤柱用于隔离采空区和维护巷道,煤柱是支撑作用主体,对回采巷道的保护起到了关键作用,随着工作面的推进,巷道相对采面位置的不同,煤柱内应力分布和变化规律将随之改变J。因此掌握煤柱内应力分布和变化规律,将为确定合理的煤柱尺寸及巷道的合理位置提供科学依据。笔者以崔家寨矿5煤层首采工作面为例,运用计算机数值模拟及现场实测相结合的方法,对该矿不同煤柱宽度时的区段煤柱及工作面煤体应力分布规律进行研究,揭示煤柱应力分布及演化基本规律,使崔家寨矿煤柱及回采巷道既能安全可靠使用,又能确保围岩的整体稳定性。1工作面地质条件崔家寨矿E12501综采工作面为东二采区5煤层首采工作面,走向长820m,倾斜长140.6m,地面标高1130—1160m,工作面标高840—898In。该工作面煤层结构稳定,煤层厚度4.30—4.75m,平均4.5m,煤层倾角5.5。。工作面直接顶为含炭粉砂岩,泥质胶结,局部相变为灰色黏土岩,平均厚度4.5m;老顶为泥岩、粉砂岩,具微细水平波状层理,平均厚度5.0m;直接底为粉砂岩,含较多植物化收稿日期:2011—05—30;2011—09—25修订作者简介:赵启峰(1982一),男,山

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