超千米深部矿井采动应力显现规律

TD323; 我国浅部煤炭资源逐渐耗竭,开采深度逐渐进入1 000～2000 m水平,常常伴有大量的工程灾害,其根本原因是深部采动应力场的显现规律与响应规律不清楚.以平煤股份十二矿超千米深己15-31030工作面为研究基地,开展了不同开采速率下超千米煤层采动应力显现规律及响应特征研究,并集成“锚杆应力-钻孔应力-钻孔裂隙窥视”等研究手段进行现场原位测试.结果 表明:随着采煤工作面的不断推进,超前支承压力峰值先是交替上升,回采距离超过80 m时,由于埋深较大导致支承压力峰值增长变缓并最终在85 MPa左右波动,应力集中系数达3.3,高于一般浅部工作面集中系数;同时上覆岩层在采动影响下形成垮落带、...

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Published in煤炭学报 Vol. 44; no. 5; pp. 1326 - 1336
Main Authors 吕有厂, 何志强, 王英伟, 代志旭, 王玉杰
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 平顶山天安煤业股份有限公司,河南平顶山467000 01.05.2019
中国平煤神马能源化工集团有限责任公司,河南平顶山467000%四川大学水利水电学院,四川成都,610065%中国平煤神马能源化工集团有限责任公司,河南平顶山467000
炼焦煤资源开发及综合利用国家重点实验室,河南平顶山467000
Subjects
深部开采
采动裂隙
支承压力
锚杆应力
钻孔应力
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ISSN0253-9993
DOI10.13225/j.cnki.jccs.2019.6030

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Summary:TD323; 我国浅部煤炭资源逐渐耗竭,开采深度逐渐进入1 000～2000 m水平,常常伴有大量的工程灾害,其根本原因是深部采动应力场的显现规律与响应规律不清楚.以平煤股份十二矿超千米深己15-31030工作面为研究基地,开展了不同开采速率下超千米煤层采动应力显现规律及响应特征研究,并集成“锚杆应力-钻孔应力-钻孔裂隙窥视”等研究手段进行现场原位测试.结果 表明:随着采煤工作面的不断推进,超前支承压力峰值先是交替上升,回采距离超过80 m时,由于埋深较大导致支承压力峰值增长变缓并最终在85 MPa左右波动,应力集中系数达3.3,高于一般浅部工作面集中系数;同时上覆岩层在采动影响下形成垮落带、断裂带、弯曲下沉带的“三带”结构;其次,随着开采速度增大,超前支承压力峰值逐渐增大,峰值点距采煤工作面的距离相应减小,基本顶断裂形成的岩块长度也越长;工作面支架压力随着采煤工作面持续推进呈现出周期上升的趋势.在采动影响下,由于扰动后应力重分布及能量释放,锚杆应力呈现出先增长后降低的趋势,得出工作面采动影响范围大约为85 m,钻孔应力距采煤工作面75 m左右时进入采动影响范围开始上升,而后进入支承压力降低区,应力开始出现小幅度下降;随着采煤工作面不断推进,强烈的开采扰动导致裂隙不断发育,裂隙逐渐发育成纵横交错的破碎带,并向顶板上方发展.
ISSN:0253-9993
DOI:10.13225/j.cnki.jccs.2019.6030