【摘 要】
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近些年,随着矿井采掘深度的逐渐增加,深部巷道围岩控制问题日益突出,给矿体开采带来很大困难,然而对于深部巷道矿压显现规律的研究较少,所以,研究深部矿井矿压显现规律显得尤
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近些年,随着矿井采掘深度的逐渐增加,深部巷道围岩控制问题日益突出,给矿体开采带来很大困难,然而对于深部巷道矿压显现规律的研究较少,所以,研究深部矿井矿压显现规律显得尤为重要。针对钱家营矿-850m水平2074E工作面为研究对象,采用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法,研究其矿压显现规律。通过分析该工作面深埋、煤层起伏大等开采地质条件,基于关键层理论和砌体梁结构力学模型,研究了顶板覆岩移动规律和砌体梁结构破断后的稳定性问题;结合顶板覆岩的岩石力学特征,建立了三维数值模拟模型,讨论了不同开采因素下,工作面的应力分布特征和围岩变形规律,提出了超前支护的有效范围;在现场监测工作面支架支撑特性的基础上结合数值模拟试验,总结了工作面顶板的的来压规律。研究表明:上覆岩层中泥岩为亚关键层,粉砂岩为主关键层;周期来压表现为大小不一的非均匀周期来压现象,平均来压步距25.56m与实测基本相符,且关键层的稳定性相对较好,破断后不会发生滑落失稳和回转变形失稳。不同回采条件下工作面巷道围岩应力分布规律不同。相同采高,不同推进距离情况下,工作面超前支撑压力峰值随推进距离的增加而变大,应力峰值点至工作面的距离与推进距离呈三次函数递增关系;相同推进距离,不同采高情况下,超前支撑压力峰值点至工作面的距离随采高的增加而增大,超前支撑压力峰值随采高的增加而减小。工作面顶板变形表现为中间大、两边小的下沉规律,与实测相符。支架的初撑力太小,大部分处于低支撑状态,工作阻力有足够富余量,能够满足支护要求。监测时间内,工作面总共经历5次周期来压,来压步距大小不一,大部分在12~35m之间,平均来压步距21.26m,顶板来压表现为中间大,两边小的来压规律,验证了数值模拟的准确性;总体来看,回采巷道变形量和顶板离层量不大,建议回采过程中着重注意工作面超前60m范围内的顶板维护工作。
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