煤层巷道围岩破断失稳演化特征和分区支护研究

• 作者: 曹树刚 李勇 李国栋 洛锋 郭平
• 来源期刊: 采矿与安全工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 煤层巷道 失稳破坏 裂隙演化特征 支护分区
• 年，卷（期）: 2017,（3）
• 页码范围: 479-487
• 页数: 9页
• 分类号: TU322
• 语种: 中文
• DOI: 10.13545/j.cnki.jmse.2017.03.012

摘要

为研究煤层巷道围岩失稳过程及裂隙演化特征,并对支护方式选择提出建议,通过数值模拟获得工作面附近围岩应力分布特征,并将围岩受力状态简化成平面应变问题、准平面应变问题和三维复杂应力问题3种.采用自行研制的相似材料模拟试验台及煤岩体细观力学试验装置,分别针对平面应变和准平面应变2种应力状态下煤岩体的破坏过程及裂隙演化特征进行试验研究.结果表明:1)层状围岩梯形巷道受载失稳存在3个阶段,即楔形破坏阶段、滑移失稳阶段、顶底板大挠度断裂阶段.高垂直应力条件下,顶、底板初始变形造成两帮出现明显剪切滑移后,直接顶、底板分别出现“三铰拱”形态冒落及鼓胀断裂.2)准平面应变条件下,煤体自由端首先出现张拉破裂失稳,造成上覆直接顶砂岩受力不均,并出现一次弯曲断裂;随载荷增大,煤体出现滑移失稳并呈现出“弧线”压出形态,顶板砂岩发生断裂;裂隙煤体与砂岩反复作用形成多对贯通裂隙,说明顶板断裂位置、形态与煤体失稳过程具有显著的对应关系.结合压剪和拉伸破坏机理,对单一煤层巷道和沿空留巷煤层巷道围岩的支护进行分区研究,并提出相应的支护建议.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	曹树刚	重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室	79	2170	25.0	45.0
2	李勇	重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室	80	1657	21.0	38.0
3	李国栋	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	7	31	3.0	5.0
4	洛锋	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	20	143	7.0	11.0
5	郭平		9	92	5.0	9.0