采動影響下巷道圍巖變形特征及開采順序優(yōu)化研究.pdf

1、煤層群開采是煤炭開采的重要研究內(nèi)容，不同回采方式下巷道圍巖變形破壞的程度不一樣，因此有必要對煤層群開采中多次采動下巷道圍巖變形特征和開采順序進(jìn)行研究。
　　本文通過理論分析了煤層群開采底板應(yīng)力分布規(guī)律、破壞特征以及動壓巷道力學(xué)特征，并基于淮南張集煤礦工程地質(zhì)條件，建立數(shù)值模型模擬了采動影響下巷道圍巖變形特征以及對比分析了下行開采順序和同層分采順序圍巖應(yīng)力場、位移場等情況。
　　研究結(jié)果表明:①對煤層群開采下的應(yīng)力分布特征進(jìn)行

2、了分析，結(jié)果表明，支承壓力通過實(shí)體煤及工作面圍巖體向工作面下方底板巖層進(jìn)行應(yīng)力傳遞，影響下方工作面巖體的開采力學(xué)特征。②煤層群開采下的底板巷道可能受多次采動影響，對工作面開采下的底板破壞深度進(jìn)行了分析，得到底板破壞深度與巖塊單軸抗壓強(qiáng)度、開采寬度與煤層埋深的關(guān)系曲線，得出:當(dāng)?shù)装鍘r塊單軸抗壓強(qiáng)度較小時(shí)，底板破壞深度較大，隨著底板巖塊單軸抗壓強(qiáng)度的增大，破壞深度先迅速減小然后緩慢減小;底板破壞深度隨開采寬度的增加逐漸增加，開采寬度的增大，

3、工作面開采空間范圍增加，應(yīng)力轉(zhuǎn)移范圍增大，對底板的破壞范圍也同步增大;淺埋深條件下，底板破壞深度隨煤層埋深的增加先逐漸增加后迅速增加，因此煤層埋深較大時(shí)，應(yīng)防止巖層巷道布置在工作面下方底板巖層破壞深度內(nèi)。③對雙向等壓狀態(tài)下的圓形巷道進(jìn)行彈塑性狀態(tài)下的力學(xué)分析，得到彈性及彈塑性狀態(tài)下巷道塑性區(qū)半徑及巷道周邊位移與巖層力學(xué)參數(shù)的關(guān)系式。隨巷道半徑的增加巷道周邊最大位移先緩慢增加再迅速增加;內(nèi)摩擦角ψ和粘聚力C的變化影響巷道的塑性區(qū)半徑R，巷

4、道的塑性區(qū)半徑R不同，對巷道周邊位移u的影響也不同。④采用下行開采，31工作面軌道巷頂?shù)装寮皟蓭鸵平啃?，巷道變形量小，與其它方案相比，具有較大優(yōu)勢。臨近層對應(yīng)同采，31工作面煤壁前方軌道巷受多重壓力疊加下的影響，頂?shù)装寮皟蓭鸵平孔畲?，巷道圍巖破壞范圍最大、變形最嚴(yán)重。⑤張集礦臨近層交錯(cuò)開采環(huán)境下，受多次采動影響的31工作面軌道巷頂?shù)装寮皟蓭妥冃瘟看螅锏雷冃瓮怀?，巷道底鼓?qiáng)烈。開采應(yīng)采用下行開采，此為最優(yōu)解。最后對受到多次采動影響的