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水平构造应力影响下采场端部应力分析

2016-01-11张风达,张玉军,樊振丽等

采矿与岩层控制工程学报 2015年1期
关键词:水平

水平构造应力影响下采场端部应力分析

张风达1,2,张玉军2,樊振丽2,李磊2,宋业杰2

(1.中国矿业大学(北京) 资源与安全工程学院,北京 100083;2.天地科技股份有限公司 开采设计事业部,北京 100013)

[摘要]基于Westergaard应力函数求解采场端部应力分量的基础,考虑水平构造应力的影响,对应力函数进行修正,求解出最大最小主应力,并对修正前后的最大主应力进行比较分析。结果表明:平面应力状态下,由于构造应力的作用,最大主应力在与煤壁呈一定角度的位置应力集中明显,且沿煤壁水平方向出现一定程度的应力增大,而采空区方向应力卸压程度略微增大。因此,水平构造应力小于远场垂直应力的情况下,采场端部沿煤壁方向一定程度的应力增加,增大了底板破坏深度,使得煤层底板突水的危险性相应增加,为底板突水预测研究提供一定的依据。

[关键词]Westergaard应力函数;断裂力学;构造应力;采矿工程

[中图分类号]TD311[文献标识码]A

[收稿日期]2014-07-11

DOI[]10.13532/j.cnki.cn11-3677/td.2015.01.002

[基金项目]国家科技重大专项资助项目(2011ZX05064);中煤科工集团青年创新基金(2014QN005)

[作者简介]张风达(1988-),男,河南鹤壁人,博士研究生,主要从事矿山压力与岩层控制方面研究。

Stress Analysis of Mining Field End Influenced by Horizontal Tectonic Stress

ZHANG Feng-da1,2, ZHANG Yu-jun1, FAN Zhen-li2, LI Lei2, SONG Ye-jie2

(1.Resources & Safety Engineering School, China University of Mining & Technology (Beijing), Beijing 100083, China;

2.Coal Mining & Designing Department, Tiandi Science & Technology Co., Ltd., Beijing 100013, China)

Abstract:By considering horizontal tectonic stress influence, modified Westergaard stress function was used to solving maximum and minimum principal stress, and maximum principal stress was compared with that from former function.Result showed that at plane-stress state, maximum principal stress concentration was obvious at the location where it crossed coal-wall with some angle.Stress rose along horizontal direction, and stress relief degree slightly increased along gob.Therefore, when horizontal tectonic stress was minor than far-field vertical stress, stress of mining-field end increased and resulted into floor failure, which made danger of floor water-burst increased.

Keywords:Westergaard stress function; breakage mechanics; tectonic stress; mining engineering

[引用格式]张风达,张玉军,樊振丽,等.水平构造应力影响下采场端部应力分析[J].煤矿开采,2015,20(1):5-7.

随着浅部煤炭资源的日益枯竭,华北等地区不断向深部开采。国内不少学者用理论、实验室试验、数值模拟、现场观测等手段对煤层底板突水方面展开了研究,并取得了一定的成果,如运用断裂力学求解了采场端部垂直应力及破坏深度;……

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