近距离煤柱下巷道围岩裂隙演化规律研究
2021-03-04刘洪林李国栋王宏志
煤矿安全 2021年2期
刘洪林,李国栋,王宏志
(1.新疆大学 地质与矿业工程学院,新疆 乌鲁木齐830046;2.新疆大学 矿产资源生态环境保护性开采自治区高校重点实验室,新疆 乌鲁木齐830047)
我国近距离煤层储量丰富、开采比重大[1-3]。近距离煤层回采巷道受围岩应力、支护手段等因素影响控制难度大,易引发片帮、冒顶等事故[4-6]。同时,许多专家学者针对近距离煤层巷道变形失稳及控制技术进行了深入研究,取得了丰富的研究成果。近距离煤层周围空间应力环境复杂,造成遗留煤柱应力集中并向底板非均匀传递[7-8]。受遗留煤柱底板非均匀荷载作用,巷道围岩易因局部破坏而使支护体结构整体失稳[9]。一般认为,将下位煤层巷道布置在遗留煤柱边缘应力降低区易于维护[10-12]。许多学者[13-14]以上下煤层间距为依据,将下位煤层回采巷道划分为不同类型,对于特定类型巷道动态设计支护形式及参数,可显著改善下位回采巷道维护难题。然而,下位煤层巷道穿越上部遗留煤柱时,不可避免受遗留煤柱不均匀、高应力影响,极易出现大变形破坏甚至冲击矿压等动力灾害[15-17],严重影响下位煤层正常高效开采。山西省临汾市登茂通煤矿由于矿井资源整合和开拓形式改变等原因,造成3#煤层3103工作面进风巷斜穿2#煤层遗留区段煤柱,巷道出现大变形结构失稳。目前有效解决该类穿越遗留煤柱巷道大变形的研究成果较少,针对3103 工作面进风巷围岩稳定性问题,构建UDEC-Trigon 数值模型[18-20],分析斜穿遗留煤柱巷道围岩变形破坏及裂隙演化特征,揭示煤柱下巷道围岩损伤裂隙扩展进而引起灾变原因,为同类矿区围岩稳定性控制提供借鉴与指导。……
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