近距离煤柱下巷道的围岩损伤裂隙演化特征及控制研究

发布时间：2024-03-11 00:54

　　近距离煤层下行开采,由于采煤方法变更、开拓方式改变和矿井整合等原因,造成下位煤层巷道与上位煤层遗留煤柱呈相交关系。在遗留煤柱集中应力作用下,下位煤层巷道发生大变形破坏,制约了矿井安全高效开采。本文基于登茂通矿3103进风顺槽斜穿近距离煤柱的生产地质情况,综合应用了理论分析、物理试验、数值计算及现场实测等手段,建立了岩体材料数值模型—Trigon模型,研究了遗留煤柱底板应力场及损伤裂隙分布特征,分析了近距离煤柱下巷道围岩裂隙的损伤演化特征,提出了近距离煤柱下巷道围岩稳定控制技术。主要研究成果如下:(1)岩体材料数值模型—Trigon模型。单轴压缩过程中试件产生的裂隙以剪切裂隙为主,当应力加载到峰值强度的20%⁴0%时,开始出现裂隙,应力加载到峰值强度的70%⁸0%时,裂隙数量快速增加;模型中采用剪切和拉伸裂隙数量表示岩石的损伤程度,分析岩石损伤机理,Trigon模型的试件单轴压缩过程中损伤破坏可分为损伤初始发展、稳定发展、加速发展和破坏4个阶段。(2)20m遗留煤柱底板应力场和损伤裂隙分布可分为4个区域:距煤柱中心0⁵m范...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-23102工作面回风巷大变形

2（c）顶板下沉（d）巷道失稳图1-23102工作面回风巷大变形Figure1-2Largedeformationofairinletin3102workingface通过相邻工作面巷道矿压规律可知，受上部煤层遗留煤柱作用，原支护情况下3103进风....

图2-3岩样单轴抗压和模拟岩样

（a）实验室试验（b）模拟岩样图2-3岩样单轴抗压和模拟岩样Figure2-3Uniaxialcompressiveandsimulatedrocksamples（a）实验室试验（b）模拟岩样图2-4岩样单轴抗拉和模拟岩样Figure2-4Uniax....

图2-4岩样单轴抗拉和模拟岩样

（a）实验室试验（b）模拟岩样图2-4岩样单轴抗拉和模拟岩样Figure2-4Uniaxialtensileandsimulatedrocksamples（a）岩石非限制单轴压缩（b）巴西劈裂图2-5岩石应力应变曲线Figure2-5Rockstr....

图2-11Trigon微观裂隙发育过程

（d）损伤变量为0.25时（e）损伤变量为0.35时（f）损伤变量为0.47时注：绿色为剪切裂隙，蓝色为张拉裂隙图2-11Trigon微观裂隙发育过程Figure2-11MicroscopiccrackdevelopmentinTrigon2.4....

本文编号：3925574