重复采动巷道塑性区阶段破坏规律及稳定控制

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煤炭在我国能源消费中占有重要地位,随着国内对煤炭能源消费需求的增加,煤矿开采强度也在增加,为了满足煤矿采掘接续,同时减少工作面搬家次数等,越来越多的煤矿采用双巷布置方式。双巷布置的特点在于本工作面回采结束后保留回采巷道并为下一工作面服务,保留巷道为两个回采工作面服务,维护时间很长,巷道受重复采动的影响面临着矿压显现剧烈、保留巷道面临支护及维护困难问题。针对上述问题,本文以神东布尔台矿22205工作面回风巷为研究背景,通过现场调查和理论分析的基础上,建立数值模拟模型,确定了工作面每推进100m,对22205工作面回风巷的应力云图和最值应力进行阶段分析。取距开切眼100m,500m,和900m三个测点分别分析在测点的最大主应力、最小主应力和差值应力的阶段变化,测点塑性区的阶段变化范围和测点围岩位移的阶段变化。通过分析巷道应力,塑性区,围岩位移的阶段变化,得出以下结论。巷道应力云图的变化,随工作面的扩大,应力云图范围也在扩大,应力云图的最值与差值变化比较,二次采动受到的变化更大。巷道主应力与差值在一次采动与二次采动的过程中,巷道变化分为一次非充分采动、一次才动扩展、一次采动过后稳定和二次采动扩展阶段。主应力与主应力差值在测点也表现出与整条巷道阶段变化的四个阶段变化趋势,掘进影响稳定阶段应力几乎不发生变化,一次采动扩展阶段应力相比第一阶段增加,一次采动过后稳定阶段应力处于增加后的稳定期,二次采动扩展阶段应力值急剧增加。塑性区在三个测点的阶段变化范围与应力变化趋势相一致。掘进影响稳定阶段阶段塑性区范围几乎不发生变化,一次采动扩展阶段巷道塑性区范围发生明显的扩大,一次采动过后稳定阶段塑性区范围在一次采动扩展阶段扩大范围的基础上保持塑性区的范围稳定,二次采动扩展阶段塑性区范围快速扩大。塑性区变化范围上顶板范围大于两帮,两帮范围大于底板,煤壁帮范围大于煤柱帮,底板范围变化最小。围岩位移在测点阶段变化趋势与应力和塑性区阶段变化趋势相同。围岩位移在四个阶段变化上变化不同,掘进影响稳定阶段阶围岩位移不变化,一次采动扩展阶段围岩位移变化迅速,一次采动过后稳定阶段围岩位移在一次采动扩展阶段位移的基础上保持位移不变,二次采动扩展阶段围岩位移急剧变化。围岩位移变化上顶板位移变化大于煤壁帮与煤柱帮,两帮的比较中煤壁帮变化大于煤柱帮,底板位移变化很小。通过对重复采动巷道塑性区的阶段破坏研究,为重复采动巷道分阶段支护提供方案依据,在现场实际的应用中取得了良好的支护效果,对有类似问题的矿具有借鉴意义。
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