舊采區(qū)圍巖破壞及應(yīng)力分布規(guī)律數(shù)值模擬研究.pdf

1、本文以晉煤集團(tuán)天安圣華煤業(yè)有限公司3＃煤層舊采區(qū)二次回采首采工作面的實(shí)際地質(zhì)資料為基礎(chǔ)，通過理論公式計算、RFPA數(shù)值模擬相結(jié)合的方式，研究了:舊采區(qū)不同情況下遺留煤柱狀態(tài)，及舊采巷道狀態(tài)，并對兩者的影響因素進(jìn)行了分析;舊采區(qū)二次回采掘進(jìn)時與舊采巷道的安全煤柱寬度以及應(yīng)力、位移分布規(guī)律;舊采區(qū)二次回采采煤工作面初次來壓分布規(guī)律。通過對上述內(nèi)容的研究，得出了以下結(jié)論:
　?、爬美碚摲治龊腿S數(shù)值模擬方法研究了煤柱狀態(tài)，得出了舊采區(qū)

2、的遺留煤柱大部分處于穩(wěn)定狀態(tài);舊采巷道大部分以空巷、空區(qū)為主。巷寬、巷高、煤柱1、2寬度對遺留煤柱及舊采巷道的狀態(tài)均有一定的影響，遺留煤柱狀態(tài)主要受煤柱本身寬度的影響，接下來是附近巷道巷高、巷寬的影響;舊采巷道狀態(tài)主要受本巷巷高及巷寬的影響。
　?、仆ㄟ^二維數(shù)值模擬的方法，研究了舊采區(qū)巷道掘進(jìn)工作面的應(yīng)力、位移分布變化規(guī)律。得出了隨著舊采巷道斷面的增大，安全煤柱寬度增大，空巷時煤柱的安全寬度為5 m，空區(qū)時煤柱的安全寬度為15m，

3、冒落區(qū)時的煤柱安全距離為20m；二次掘進(jìn)時，工作面應(yīng)力基本上都比開挖前要降低、位移比開挖前要大，舊采巷道斷面越大，應(yīng)力、位移變化率越大；在煤柱寬度小于與大于安全煤柱寬度時，應(yīng)力、位移分布規(guī)律差別十分明顯。小于安全煤柱寬度時，應(yīng)力降低區(qū)域很大，位移只存在一個較大的峰值;大于安全煤柱寬度時，應(yīng)力降低區(qū)域較小，一般存在兩個位移峰值；當(dāng)煤柱寬度超過安全煤柱寬度后，應(yīng)力、位移變化率變化不大
　?、峭ㄟ^理論分析與二維數(shù)值模擬方法研究了直接頂和

4、頂煤初次來壓分布規(guī)律，得出了按照理論計算得出的正常回采初次來壓步距為8.13～11.50 m，采用數(shù)值模擬方法得出的初次來壓步距為11m；從應(yīng)力分布圖中可以看出，來壓時的應(yīng)力分布規(guī)律與未來壓時的規(guī)律明顯不同，來壓時最大應(yīng)力值明顯比未來壓時的最大值大，且最小值明顯比未來壓時最小值??；隨著舊采巷道斷面的增加，二次回采受到舊采巷道的影響也越大，主要表現(xiàn)在，初次來壓步距越來越小;最大應(yīng)力越來越大，應(yīng)力集中系數(shù)也越來越大;工作面首次出現(xiàn)破裂的步距