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作者
张云宏张艳宏
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单位
昭通市昭阳区煤炭管理所昭通市昭阳区科学信息技术中心
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摘要
工作面超前段的安全高效支护一直是矿井巷道围岩控制的重点,根据研究区地质情况,采用FLAC3D建立数值模型,分析了不同位置条件下巷道围岩的塑性变化、应力分布以及位移变化。研究得出,随着巷道的不断开挖,回采巷道围岩应力得到重新分布,塑性区主要分布于底板和巷帮顶角处,工作帮破坏深度大于非工作帮的非对称破坏;伴随着巷道的推进,采动影响范围逐渐向工作面推进方向传递,回采巷道出现了应力增高区和应力降低区。其中,超前支承压力影响范围为40 m,该区域为主动式超前支护的主要作用对象;回采巷道围岩也发生了显著变形,巷道底鼓量达到0.1~0.2 m,并且,巷道非工作帮巷道变形小于工作帮。最后,进行了超前支护可行性分析,分析了回采过程中可能存在的矿井水害和瓦斯爆炸等安全隐患,提出了针对性的安全保障技术措施和风险控制方法,该主动式超前支护回采在煤矿安全生产方面是有保障的、可行的。研究为某煤矿回采巷道主动式超前支护控制提供了理论依据。
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关键词
回采巷道3D数值模拟"name="keyword">FLAC3D数值模拟围岩塑性区应力分布超前支护可行性
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基金项目(Foundation)
深井瓦斯抽采与围岩控制技术国家地方联合工程实验室开放基金项目(SJF201801);
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文章目录
1 工作面生产概况
2 数值计算模型的建立
(1)模型模拟几何尺寸及力学参数:长×宽×高=195.4 m×140.0 m×48.0 m。
(2)模型边界条件[14-19]。
(3)模拟过程[20-27]。
3 数值模拟结果研究
3.1 塑性区分布
3.2 围岩应力分布
(1)垂直应力分布。
(2)水平应力分布。
3.3 围岩位移分布
(1)垂直位移分布。
(2)水平位移分布。
4 支护可行性
4.1 过积水区的安全保障及可行性
4.1.1 主动式超前支护开采探放水安全措施
(1)钻探安全技术措施。
(2)安全管理措施。
4.1.2 防隔水煤柱的留设与维护
4.2 工作面过瓦斯积聚区安全保障及可行性
4.2.1 防止回采工作面瓦斯积存的措施
(1)预防瓦斯积聚措施。
(2)局部瓦斯积聚的处理措施。
(3)瓦斯检测监控。
4.2.2 通风系统安全保障分析
(1)进行通风系统优化设计,提高矿井抗灾能力。
(2)建立远程通风控制系统,实现快速启闭井巷风路。
(3)建立区域或局部均压调控风系统。
4.2.3 防灭火保障系统分析
4.2.4 事故隐患排查治理
4.2.5 避灾路线
5 结论
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引用格式
张云宏,张艳宏.煤矿回采巷道围岩应力演化规律及超前支护可行性研究[J].能源与环保,2023,45(08):284-291+297.DOI:10.19389/j.cnki.1003-0506.2023.08.047.