本文關鍵詞： 安全工程 礦山安全 孤島工作面 覆巖空間結構 沖擊地壓 相似模擬試驗　出處：《安全與環(huán)境學報》2017年03期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：以沖擊啟動理論為基礎,結合覆巖空間結構思想,采用相似模擬試驗方法,研究了孤島工作面上覆巖層空間結構特點及采動圍巖應力場的分布、變化規(guī)律,進一步探討了孤島工作面區(qū)段煤柱沖擊地壓發(fā)生機理。結果表明,兩側充分開采的孤島工作面上覆巖層呈"C"型覆巖空間結構,工作面承受上部巖層及兩側采空區(qū)上覆巖層轉移過來的部分巖層重量,在工作面兩側形成應力集中區(qū)域,導致采動圍巖應力場達到極限平衡狀態(tài),該集中應力可視為采動圍巖近場極限平衡系統(tǒng)的靜載荷。孤島工作面開采過程中"C"型覆巖空間結構逐漸演化形成"W"型空間結構,極限平衡系統(tǒng)靜載荷發(fā)生轉移和改變,最終由上下區(qū)段煤柱全部承擔上覆巖層重量,系統(tǒng)載荷增至最大,處于臨界失穩(wěn)狀態(tài)。"W"型覆巖空間結構大面積失穩(wěn),為系統(tǒng)提供了外動載荷,系統(tǒng)在動載荷的擾動下突破平衡極限,從而發(fā)生區(qū)段煤柱沖擊。最后,基于孤島工作面應力分布規(guī)律確定了區(qū)段煤柱的合理尺寸。
[Abstract]:Based on the theory of impact start and combined with the idea of overburden spatial structure, the characteristics of overlying strata spatial structure and the distribution and variation of stress field of mining surrounding rock are studied by using similar simulation test method. The mechanism of coal pillar impact ground pressure in the section of Gudao face is further discussed. The results show that the overlying strata of Gudao face are of "C" type overburden space structure, which are fully mined on both sides. The face bears part of the weight transferred from the upper rock strata and the overlying strata of the two goaf, and forms a stress concentration area on both sides of the face, which results in the stress field of the mining surrounding rock reaches the state of ultimate equilibrium. The concentration stress can be regarded as the static load of the near-field limit equilibrium system of mining surrounding rock. During the mining process of the isolated island face, the "C" type overburden spatial structure gradually evolves into "W" type spatial structure, and the static load of the limit equilibrium system is transferred and changed. Finally, the upper and lower coal pillars bear the overburden weight, and the system load increases to the maximum, which is in a critical unstable state. The "W" type overburden space structure is unstable in a large area, which provides the system with external dynamic load. The system breaks through the equilibrium limit under the disturbance of the dynamic load, thus the impact of the section pillar occurs. Finally, based on the stress distribution law of the isolated working face, the reasonable size of the coal pillar in the section is determined.
【作者單位】： 遼寧工程技術大學力學與工程學院沖擊地壓研究院;
【基金】：國家自然科學基金青年基金項目(51404131)
【分類號】：TD324

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本文編號：1555794