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工矿自动化2024年第12期:急倾斜中厚煤层双斜开采顶板垮落堆积与应力演化特征

来源:期刊VIP网 时间:


作者:伍永平;许英瑞;解盘石;王红伟;郎丁;皇甫靖宇;强旭博;杜玉乾;王乐辰;茹笑辉;王正富;

单位:西安科技大学教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室;西安科技大学能源学院;

摘要:俯伪斜开采降低工作面倾角能力有限,倾角60°以上急倾斜中厚煤层长壁综合机械化开采方法亟待突破。以华蓥山煤业股份有限公司绿水洞煤矿3212工作面为工程背景,在俯伪斜开采的基础上提出了双斜开采的采煤方法,并采用物理相似模拟、数值模拟等方法,分析了双斜开采顶板破断矸石充填滑移堆积规律及应力演化过程。结果表明:双斜开采工作面布置需要与矿井开采设计相协调,工作面两巷维护难度大,其中回风巷侧受采动应力影响大,而运输巷与工作面支架的协调配合难度大;双斜开采由于其异形采空区顶板结构,垮落步距更大,其矸石垮落堆积呈倒三角形且存在周期性滑移特征,并且由于大块矸石堆积造成工作面上部和中部的非均匀来压现象;双斜开采原岩应力随工作面的推进逐渐增大,工作面倾斜上部、中部、下部来压强度不同,一般倾斜中上部来压大于下部,但倾斜下部支承压力应力集中系数大于工作面中上部,双斜开采顶板应力演化特征受工作面形状和推进距离的影响,并由于巷道调斜角作用,应力释放范围呈现由倾斜上部至下部逐渐变小的非对称特征。

关键词:双斜开采;急倾斜煤层;中厚煤层;顶板垮落;顶板应力;巷道调斜角;支承压力

基金资助:国家自然科学基金面上项目(52174126,51974230)