基于大范围岩层控制技术的大倾角煤层区段煤柱失稳机理

TD323; 为了实现大范围岩层控制技术,提高大倾角煤层长壁工作面“R-S-F”系统稳定性,在分析区段采空区围岩失稳机制的基础上,建立区段间围岩失稳模型,研究了区段煤柱的应力分布规律和失稳破坏准则,确定了区段煤柱的合理尺寸.结果表明:大倾角煤层区段围岩联通运移可总结为“挤压-弯垮”与“压垮-倾倒”两种模式.而要实现大范围岩层控制技术,应使区段采空区围岩以“压垮-倾倒”模式进行失稳联通.覆岩结构以“梁-拱组合梁”形式存在时,区段煤柱强度决定了区段采空区的联通运移模式,以“双拱连续梁”形式存在时,区段煤柱尺寸决定了“压垮-倾倒”联通运移模式的矿压显现特征及变形破坏后的采空区三维空间形态.因而大范围...

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Published in煤炭学报 Vol. 43; no. 11; pp. 3062 - 3071
Main Authors 伍永平, 皇甫靖宇, 解盘石, 胡博胜, 刘孔智
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室,陕西西安710054%西安科技大学能源学院,陕西西安,710054%西安科技大学能源学院,陕西西安710054 01.11.2018
西安科技大学能源学院,陕西西安710054
重庆能源(贵州)煤电有限公司,贵州毕节551700
Subjects
稳定性
大倾角煤层
区段大范围岩层控制
区段煤柱
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ISSN0253-9993
DOI10.13225/j.cnki.jccs.2017.1809

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Summary:TD323; 为了实现大范围岩层控制技术,提高大倾角煤层长壁工作面“R-S-F”系统稳定性,在分析区段采空区围岩失稳机制的基础上,建立区段间围岩失稳模型,研究了区段煤柱的应力分布规律和失稳破坏准则,确定了区段煤柱的合理尺寸.结果表明:大倾角煤层区段围岩联通运移可总结为“挤压-弯垮”与“压垮-倾倒”两种模式.而要实现大范围岩层控制技术,应使区段采空区围岩以“压垮-倾倒”模式进行失稳联通.覆岩结构以“梁-拱组合梁”形式存在时,区段煤柱强度决定了区段采空区的联通运移模式,以“双拱连续梁”形式存在时,区段煤柱尺寸决定了“压垮-倾倒”联通运移模式的矿压显现特征及变形破坏后的采空区三维空间形态.因而大范围岩层控制技术的关键在于区段煤柱的设计.结合区段煤柱自身强度及失稳破坏准则,确定其宽度k须在满足k＞ kZH条件的同时尽量满足k＜kSK.最后以甘肃东峡煤矿大倾角煤层多区段开采为例,进行理论计算判定与相似模拟实验对比分析,从而对提出的区段煤柱失稳机理进行了验证.
ISSN:0253-9993
DOI:10.13225/j.cnki.jccs.2017.1809