阳泉矿区回采工作面双巷布置留巷采动应力演化规律研究

摘要

回采工作面双巷布置留巷服务于两个工作面，受到相邻巷道掘进、两个工作面回采影响，其采动应力演化规律与围岩变形破坏特征有别于一般巷道。本文以阳泉矿区平舒煤业81115工作面瓦斯尾巷双巷布置留巷为工程背景，采用现场调查、地质力学测试、现场实测及数值模拟相结合的方法开展了研究与试验。在进行类似巷道受采掘活动影响变形及破坏特征调研基础上，对试验巷道进行地质力学参数测试，包括围岩结构观测、围岩强度测试与地应力测量；通过在试验巷道中安装测站，监测巷道掘进及81115工作面回采期间留巷围岩采动应力及变形特征演化规律，采用FLAC3D软件对留巷服务期间围岩变形破坏特征及采动应力演化规律进行数值模拟分析。取得研究成果主要有： (1)留巷所处原岩应力场为σv>σH>σh型应力场，在量值上属于中等应力值区域，巷道布置方向与最大水平主应力方向近似垂直。（2)留巷受掘进影响范围约为45m，掘进扰动总体较小，受本工作面超前及后方支承压力影响显著，超前影响距离约为40m。留巷变形主要发生在工作面后方区域，且呈现出非对称特征。留巷煤柱侧围岩受采动影响，垂直应力峰值与塑性区破坏范围明显大于实体煤侧围岩。（3)通过空心包体应变计监测顶板采动应力，获得煤柱、巷道及实体煤上方顶板三维相对主应力大小及方向演化规律。（4)相邻工作面回采期间，由于在81115工作面回采过程中20m煤柱已全部塑性破坏，承载能力大幅衰减，留巷剧烈变形。（5)随煤柱尺寸增大，留巷围岩变形及破坏特征得到改善，同时煤柱及实体煤中采动应力应力峰值有所降低，且煤柱中应力由单峰状“陡而翘”分布转变为双峰状“缓而平”分布趋势转变，煤柱尺寸由20m→25m→30m阶段留巷表面位移及围岩破坏现象改善最为明显，继续增大煤柱尺寸效果减弱，结合经济成本综合考虑，可将煤柱尺寸增大至25m。（6)提出平舒煤业留巷支护改进建议。

目录

第一个书签之前

OLE_LINK24

OLE_LINK35

OLE_LINK36

OLE_LINK38

OLE_LINK40

OLE_LINK43

OLE_LINK49

OLE_LINK53

OLE_LINK54

OLE_LINK55

OLE_LINK4

OLE_LINK5

OLE_LINK1

OLE_LINK44

OLE_LINK10

OLE_LINK20

OLE_LINK12

OLE_LINK19

OLE_LINK25

OLE_LINK46

OLE_LINK47

OLE_LINK28

OLE_LINK30

OLE_LINK39

OLE_LINK57