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采矿与安全工程学报 2018年第1期35卷 100-105页

作者：何团黄志增李春睿洛锋王东攀河北工程大学矿业与测绘工程学院河北省煤炭矿井建设工程技术研究中心河北邯郸056038 煤炭科学研究总院开采设计分院北京100013

厘清工作面侧向煤体应力时空演化特征是确定特厚煤层综放工作面区段煤柱合理留设宽度的基础。论文结合工作面侧向煤体应力形成过程的时间序列,理论分析了工作面侧向煤体应力演化过程。建立了特厚煤层综放工作面沿空侧覆岩结构-侧向煤体... 详细信息

厘清工作面侧向煤体应力时空演化特征是确定特厚煤层综放工作面区段煤柱合理留设宽度的基础。论文结合工作面侧向煤体应力形成过程的时间序列,理论分析了工作面侧向煤体应力演化过程。建立了特厚煤层综放工作面沿空侧覆岩结构-侧向煤体应力时空传递模型,提出了侧向煤体应力的定量化计算公式,得到:低位悬臂块体是侧向浅部煤体高应力的主因;高位悬臂块体是侧向深部煤体高应力的主因;悬臂块体发育高度越大,附加应力在侧向煤体中传播距离越远。进行影响3107工作面侧向煤体应力的主控影响因素分析,各因素影响程度依次为:岩层破断角>悬臂块体厚度>基岩移动角。

关键词：特厚煤层侧向煤体覆岩结构支承压力应力演化特征

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相邻工作面采动影响下小煤柱巷道围岩应力时空演化特征研究

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煤炭技术 2023年第7期42卷 76-81页

作者：崔国宏吴宇尹嘉帝李永飞郝阳山西省长治经坊煤业有限公司山西长治047100 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116

采动工作面小煤柱沿空掘巷受自身掘进和相邻工作面回采的双重扰动影响,巷道应力环境复杂,常规支护方式不能维持巷道围岩的稳定。以山西经坊煤矿3-5092回风顺槽为工程背景,采用分段支护的方法对巷道围岩的支护方式进行优化,并基于锚杆无... 详细信息

采动工作面小煤柱沿空掘巷受自身掘进和相邻工作面回采的双重扰动影响,巷道应力环境复杂,常规支护方式不能维持巷道围岩的稳定。以山西经坊煤矿3-5092回风顺槽为工程背景,采用分段支护的方法对巷道围岩的支护方式进行优化,并基于锚杆无损检测系统对巷道围岩的支护效果进行评价。结果表明:实体煤掘进阶段受掘进扰动的影响,稳定期内巷道围岩应力将重新分布,在巷道变形过程中锚杆能发挥主动支护的效果;在相邻采动工作面沿空掘巷相遇阶段,巷道围岩发生结构性应力调整,帮部锚杆的工作载荷整体高于顶部锚杆,需对煤柱侧巷道帮部进行加强支护;沿空掘巷阶段受掘进扰动的影响,锚杆轴力增大但增幅较小,此阶段巷道稳定性较好。通过现场工业性试验与锚杆轴力监测,揭示了不同阶段巷道围岩的时空应力演化特征,验证了分段支护设计方案的合理性。

关键词：小煤柱相邻采动工作面锚杆无损检测沿空掘巷应力演化特征

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高速公路岩溶边坡失稳机理及治理措施研究

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作者：祁昌龙重庆交通大学

学位级别：硕士

岩溶化边坡是我国西南地区常见的边坡,受水体溶蚀作用,坡体内部节理裂隙、溶洞等发育,加之溶洞内部易充填水体和边坡软土碎石等影响,与非可溶性边坡相比,岩溶化边坡整体稳定性较差,易发生失稳破坏。本文针对岩溶化边坡稳定性的影响因素... 详细信息

岩溶化边坡是我国西南地区常见的边坡,受水体溶蚀作用,坡体内部节理裂隙、溶洞等发育,加之溶洞内部易充填水体和边坡软土碎石等影响,与非可溶性边坡相比,岩溶化边坡整体稳定性较差,易发生失稳破坏。本文针对岩溶化边坡稳定性的影响因素及其作用规律、岩溶边坡失稳破坏机理等不明确的问题,采用理论分析、数值模拟、现场应用等相结合的方法,对岩溶边坡开挖过程中的应力变形特征、溶洞及边坡参数对边坡稳定性的影响规律、岩溶边坡失稳破坏机理及其治理等方面开展了研究,取得的主要成果如下:1)获得了有无溶洞、溶洞是否含水压等工况下岩溶边坡的应力变形特征。通过选取无岩溶发育边坡、岩溶溶洞型边坡以及岩溶水压型边坡三种工况,利用FLAC3D有限元强度折减法,进行边坡开挖的数值模拟计算。在边坡分级开挖阶段,应力变形特征主要有四个方面:一是含溶洞型边坡对边坡安全系数有很大影响,尤其是含有水压的情况下;二是岩溶溶洞型与岩溶水压型边坡在开挖断面处最大、最小主应力更大,溶洞周围围岩应力重分布,更易塑性破坏;三是含溶洞型边坡临空面处剪应力集中,剪应力最大;四是含溶洞型边坡产生的剪应变增量很大,尤其是在有水压的情况下最大剪应变增量更大。2)阐明了溶洞分布参数和边坡坡体参数对岩溶边坡稳定性的敏感性程度及影响规律。根据正交试验对安全系数进行方差分析、极差分析以及显著性分析,发现岩体粘聚力、内摩擦角以及边坡的坡角对边坡稳定性最敏感。随着溶洞尺寸不断增大时,边坡的安全系数也在单调减小,在一定的范围内,随着溶洞距离边坡坡面越远,边坡的安全系数越小;当岩体粘聚力和内摩擦角降低时,边坡抗剪强度降低,安全系数越小,边坡的坡角越大,安全系数越小。3)揭示了岩溶边坡的失稳破坏机理。依托某岩溶边坡工程,通过对该工程进行工程地质勘察,分析该岩溶边坡岩溶发育的影响,利用数值模拟边坡塑性区由溶洞的临空面逐渐向周围围岩扩大并延伸至坡体内部的过程以及岩溶边坡坡顶垮塌失稳破坏过程,并发现诱发岩溶边坡失稳机理主要跟岩体、结构面、溶洞空腔、岩溶水、坡体内的节理裂隙有关,并判断该岩溶边坡属于崩塌-滑坡式失稳模式。4)分析了岩溶边坡的处理加固措施。分别采用三种初步治理方案“锚杆+锚索+框架梁(ZL-1)”、“锚杆+锚索+框架梁+填充(ZL-2)”以及“锚杆+锚索+框架梁+抗滑桩(ZL-3)”,ZL-0为溶洞边坡开挖后未进行支护的初始状态,通过Midas数值模拟,方案ZL-1、ZL-2、ZL-3分别与ZL-0对比分析稳定性系数、塑性区以及剪应力,其中方案ZL-2与ZL-3稳定性系数更大,边坡更稳定;方案ZL-2与ZL-3塑性区更小,潜在滑动面范围很小;方案ZL-2与ZL-3的构件承担大部分剪应力,边坡稳定性很好;最终确定最合理、最经济的治理方案为ZL-2。

关键词：应力演化特征溶洞边坡参数失稳机理治理措施

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新元矿综采工作面覆岩破坏特征研究

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煤 2022年第2期31卷 93-96页

作者：王美军潞安化工集团新元煤炭有限责任公司山西晋中030600

为研究新元煤矿31006综采工作面覆岩破坏特征,采用理论计算、数值模拟研究方法,对工作面开采过程中覆岩“上三带”发育高度以及顶板应力演化规律进行了深入研究。不同研究方法得出“两带”发育高度结果为:冒落带高度为19.2 m,裂隙带高度... 详细信息

为研究新元煤矿31006综采工作面覆岩破坏特征,采用理论计算、数值模拟研究方法,对工作面开采过程中覆岩“上三带”发育高度以及顶板应力演化规律进行了深入研究。不同研究方法得出“两带”发育高度结果为:冒落带高度为19.2 m,裂隙带高度为42.55±5.6 m,数值模拟结果得出“两带”高度结果为:冒落带高度为18 m,裂隙带发育高度为48.6 m,两种研究方法所得的结果基本一致,计算结果可靠性较高;研究结果表明:工作面推进过程中,受煤层开挖扰动影响,在距离工作面前后端煤壁处会出现应力升高、集中现象,且超前工作面10~15 m的范围,研究结果可为新元矿高抽巷合理层位布置提供理论指导。

关键词：覆岩破坏特征上三带发育高度应力演化特征

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