【摘 要】
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目前对煤柱下方工作面和孤岛工作面分别都有了大量的研究。在煤柱下方会发生应力集中;孤岛工作面由于两侧采空,侧向压力比较大,两者所导致工作面的冲击危险系数也比较高,一般
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目前对煤柱下方工作面和孤岛工作面分别都有了大量的研究。在煤柱下方会发生应力集中;孤岛工作面由于两侧采空,侧向压力比较大,两者所导致工作面的冲击危险系数也比较高,一般也会避免形成这样的工作面。当出现煤柱下方存在孤岛工作面时,危险增大。但还没有对这两者叠加后会发生的情况进行研究,当不规则“L”型煤柱下方设置孤岛工作面时,与单独的孤岛工作面有和区别,工作面应力是如何变化的,在什么位置最容易引起冲击危险。因此,本文以南屯煤矿73_下29孤岛工作面为研究背景,通过对上层遗留煤柱和下层孤岛工作面进行理论分析、数值模拟、现场实践等研究方法,提前对不规则煤柱下的73_下29下工作面进行冲击矿压危险性分析,分析回采不同位置时工作面的应力分布情况,其冲击危险性程度。本文主要得出了下面主要结论:(1)煤柱下应力集中系数大,若上层煤层未开采,孤岛工作面正常应力为15MPa左右,大于原岩应力10MPa;当上层煤层开采后,因为保护层卸压的关系正常应力值较小,仅0.6MPa,但在煤柱下方区域应力可以超过60MPa。(2)孤岛工作面在回采时,从距离煤柱75m,孤岛工作面的超前应力与煤柱下方的集中应力会互相影响,会使超前应力逐渐增大;在距离煤柱30m时,应力曲线开始重合;在进入煤柱后,应力峰值会增大,从模拟得出从最小的60MPa增加到最大值120MPa;离开煤柱后,超前应力慢慢恢复正常。(3)通过模拟得出,因为煤柱的不规则性,当工作面未开采到煤柱下方时,顺着巷道边的区域煤柱由于宽度较大,临近实煤体,其煤柱下方的应力峰值小于横跨工作面的煤柱下方应力峰值;但当工作面回采到煤柱正下方时,在巷道侧煤柱下方应力峰值比横跨工作面煤柱的应力峰值更大。(4)从现场收集到的微震数据显示,在煤柱下方微震频率高、能量大,冲击危险性大。因此,需要对3_上煤柱进行爆破卸压处理;在靠近采空区的两侧巷道微震频率与大小也大于其他位置,与之前理论分析和数值模拟得出的结果基本一致。煤柱下方的孤岛工作面的整体危险性较大,本文的研究,可以为73_下29工作面及其类似工作面的掘进和回采时期,提供一定的参考价值。本论文有图60幅,表12个,参考文献79篇。
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