压茬开采条件下巷道围岩变形规律研究

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为研究压茬条件下煤层开采的影响范围及巷道位移的变形规律,通过理论分析了煤层开采引起的采动应力在顶底板的应力变化方式及围岩变形规律,利用相似材料模拟实验进行了平煤五六矿压茬区域煤层开采引起的覆岩垮落、应力及位移变化规律,通过数值模拟软件基于五六矿的地质条件模拟计算了不同开采煤层、不同间距及压茬环境下的巷道围岩变形规律,研究结果表明:(1)根据理论分析,得到了煤层采动引起的应力在顶底板随垂直距离增大而减小,对于远距离下主要是垂直应力的作用。(2)根据相似材料模拟实验得到压茬条件下煤层采动引起的岩层垮落特征、应力影响范围及位移变化情况。并得到六矿戊煤层的采动对五矿己煤层无扰动影响,而五矿己煤层的采动导致六矿戊煤层覆岩的垮落特征及位移继续增大且最大位移处向后方转移。(3)采用FLAC3D数值模拟软件,得出了煤层采动的影响范围及对巷道围岩的变形形式,六矿戊煤层的采动对底板巷道的围岩变化规律只在90m范围内有影响,巷道的顶板变形大于底板变形;五矿己煤的采动,对顶板巷道围岩变化规律影响较大,随着垂直距离的增加,巷道围岩变形规律呈现逐渐减小趋势。垂直距离90m内的底板变形量大于顶板,90m外的顶板变形大于底板变形。(4)压茬区五矿己煤层开采导致六矿戊煤岩层顶底板应力集中及围岩变形情况继续增大,呈现叠加的影响效果。(5)结合理论分析、相似材料模拟实验、数值模拟的手段针对于五六矿压茬区域地质条件可得上覆工作面的采动引起的垂直应力的影响范围仅在90m以内,下伏工作面采动引起的应力影响范围较大,对160m处的巷道仍有影响。该论文有图39幅,表5个,参考文献75篇。
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