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题名煤矿大断面托顶煤巷道变形机理及控制技术研究
被引量：12
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作者
彭杨皓
杨捷
程晋国
高雷
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机构
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院
中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院
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出处
《矿业科学学报》
2017年第5期439-448,共10页
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基金
国家自然科学基金面上资助项目(51474218
51134025)
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文摘
为了解决煤矿大断面托顶煤回采巷道支护问题,以王庄煤矿7105工作面运输巷为工程背景,通过数值模拟分析了大断面托顶煤巷道裸巷平衡时围岩塑性区形态、位移及应力演化规律;基于普氏自然平衡拱理论,建立了两帮稳定时大断面托顶煤巷道顶板冒落拱力学模型,通过数学计算得到了分层冒落拱高度,运用两帮塑性区力学模型计算托顶煤巷道帮部塑性区宽度,结合数值模拟方法,设计了锚杆锚索联合支护参数和支护方案,并应用于工程实践。研究结果表明:巷道周边出现"蛙形"塑性区,顶板拉伸破坏区呈规则穹隆形,与巷道顶板普氏拱效应相吻合,托顶煤离层严重,冒落拱高度超过托顶煤厚度;两帮在该工况下塑性区发展有限,帮部较为稳定;在厚顶煤存在情况下,大断面托顶煤巷道变形特点是顶板最大,帮部次之,底板最小。现场监测结果证明,借助大断面托顶煤巷道顶板冒落拱力学模型、两帮塑性区力学模型理论计算,结合数值模拟比选的巷道锚杆支护参数和支护方案,能有效控制围岩变形,保持巷道稳定。
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关键词
煤矿
大断面
托顶煤巷道
离层
分层拱
塑性区
支护参数
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Keywords
coal mine
large section
gateway with top coal
bed separation
layered caving arch
plastic zone
supporting parameters
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分类号
TD322
[矿业工程—矿井建设]
TD353
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题名煤矿大断面托顶煤巷道围岩变形破坏机理
被引量：10
- 2
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作者
彭杨皓
张书鹏
张艺源
周桐
杨亚兵
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机构
中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院
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出处
《煤矿安全》
CAS
北大核心
2019年第5期263-268,272,共7页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51474218)
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文摘
为了解决煤矿大断面托顶煤巷道支护难题,借助理论分析、数值模拟等方法对王庄煤矿7105工作面运输巷围岩变形破坏机制进行研究,分析了不同巷道断面、顶煤厚度在无支护时的围岩塑性区、位移场、应力场的演化规律。结果表明,顶煤厚度对大断面托顶煤巷道的稳定性影响重大,顶板下沉量随顶煤厚度增加而变大;随着巷道断面的扩大,围岩塑性区相应增加,两帮和顶板变化较大,底板无明显变化;适当减小顶煤厚度,即增大巷道高度,可有效控制巷道顶板变形,但应对巷道两帮加强支护;若巷道宽度,即跨度增大,顶板的位移量增加,应补打锚索加强顶板支护。监测结果显示,基于此结论设计的支护方案能有效地控制围岩变形。
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关键词
煤矿
大断面
托顶煤巷道
支护技术
数值模拟
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Keywords
coal mine
large section
gateway with top coal
support technology
numerical simulation
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分类号
TD353
[矿业工程—矿井建设]
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