采场覆岩应力及垮高的柱宽效应三维相似模拟研究_中国煤炭行业知识服务平台

采场覆岩应力及垮高的柱宽效应三维相似模拟研究

作者

张向阳谢广祥
单位

安徽理工大学能源与安全学院煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室
摘要

基于采场应力分布的动态性特点,以谢桥矿1151(3)综放工作面地质和开采条件为背景,采用实验室相似材料模拟方法,研究不同煤柱宽度条件下采场覆岩应力分布和垮落特征。研究表明,不同煤柱宽度上覆岩层应力分布及垮落高度有所不同。随煤柱宽度的增大,倾向方向工作面前方应力峰值区由原来的煤体上方逐渐向煤柱上方转移,且峰值逐渐增大,工作面后方煤柱承载上覆岩层主要荷载和压力,且随煤柱宽度增大应力峰值也增大。工作面上覆岩层垮落形成由高应力束组成的应力壳,应力壳对上覆岩体的荷载和压力起主要支撑和传递作用,随着煤柱宽度的增大,应力壳的高度逐渐减小,在煤柱及煤体内形成的壳基也逐渐发生变化和转移,壳基在煤柱内从无到有,壳基的应力集中程度也逐渐增强,煤柱内单位体积的岩块承载的荷载和压力也从小到大,再由大变小。
关键词

采场覆岩应力分布垮落高度煤柱宽度相似模拟
基金项目(Foundation)

“十一五”国家科技支撑计划资助项目(2006BAK03B06)；中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室开放基金资助项目(08KF03)；安徽理工大学青年科学研究基金项目(QN200803)；安徽省高等学校优秀青年人才基金资助项目(2010SQRL044ZD)；