疊加采動影響下保留巷道圍巖破壞機理及其控制技術
呂坤; 鄧志剛; 馮吉成; 玄忠堂; 肖建; 吳祥業 煤炭科學技術研究院有限公司安全分院; 北京100013; 煤炭資源高效開采與潔凈利用國家重點實驗室(煤炭科學研究總院); 北京100013; 遼寧工程技術大學安全科學與工程學院; 遼寧阜新123000; 華北科技學院安全工程學院; 北京101601; 北京天地華泰礦業管理股份有限公司; 北京100013; 內蒙古科技大學礦業研究院; 內蒙古包頭014010
關鍵詞：疊加采動 保留巷道 塑性區 變形破壞 圍巖控制
摘要：以布爾臺煤礦上下煤層疊加采動影響下保留巷道嚴重變形破壞為工程背景,采用理論分析、現場監測、實驗室試驗、數值模擬和工業性試驗等綜合研究方法,從巷道圍巖塑性區形成和發展的角度,對巷道圍巖破壞特征、采動應力時空演化規律、保留巷道塑性區惡性擴展破壞機理、應力調控圍巖控制技術方面進行系統研究。結果表明:上下煤層疊加采動后,保留巷道處于高應力比值帶,主應力比值為1.84~2.22,最大主應力與豎直方向夾角為39.7°~41.9°,導致巷道圍巖塑性區惡性擴展,頂板破壞深度7.5 m,底板破壞深度4.5m,煤柱幫破壞深度3m,煤壁幫破壞深度2.25m。基于塑性區破壞機理提出應力調控技術,通過改變煤柱尺寸或上下工作面開采布局等手段調控圍巖應力,減小圍巖塑性破壞范圍,并進行工業性試驗,取得良好的應用效果。
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