高应力区矩形巷道底板冲击力学机理及控制研究 *
2020-09-23吕鹏飞张飞邱林
内蒙古科技大学学报 2020年3期
吕鹏飞,张飞,邱林
(1.内蒙古科技大学 矿业研究院,内蒙古 包头 014010;2.神东煤炭集团有限责任公司 教育培训中心,陕西 榆林 719315)
井工煤矿开采中,矩形巷道由于具有施工方便、实用性强等优点而备受青睐[1].但矩形巷道也因其特殊的受力特征时常会引起一定的动力显现,特别是在高应力煤柱区的底板冲击显现尤为突出[2].对我国冲击地压灾害最严重的山东矿区统计表明,高应力煤柱区发生冲击地压的次数占总次数的67.8%,而在这些冲击地压中,发生在底板的次数又占75%~80%[3-4],可见,巷道底板冲击地压严重危害矿山安全生产,亟待解决.
我国学者对巷道底板冲击地压的研究已取得一些成果.窦林名等[5]研究了动载应力波作用下巷道底板煤体的应力、位移的响应特征,揭示了动载扰动诱发底板冲击的原因,描述了底板冲击显现的过程;潘俊锋[6]等在冲击地压启动理论中明确指出,巷道底板是冲击能量积聚和释放的传播体,两帮的应力集中来自于底板的应力传递;潘一山等[7]采用复变函数方法求解巷道围岩应力,并对巷道周围岩体应力状态进行仿真分析;李胜等[8]根据综放开采沿空留巷底鼓问题,建立底鼓力学模型并推导得出底鼓变形的计算公式;徐学锋等[9]结合巷道底板发生冲击地压的结构与影响因素特征构建了底板冲击的力学模型,初步确定了底板冲击矿压危险性系数的表达式.本研究基于前人成果建立力学模型,解析分析了高……
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