窄煤柱综放巷道围岩应力场特征.pdf

第24卷第3期采矿与安全工程学报Vol.24No.3

2007年09月JournalofMining&SafetyEngineeringSep.2007

文章编号:167323363(2007)0320311205

窄煤柱综放巷道围岩应力场特征

杨科,谢广祥
(安徽理工大学资源开发与管理工程系,安徽淮南232001)

摘要:为了揭示综放留窄煤柱护巷回采期间巷道围岩的应力分布及其演化特征,根据谢桥矿
1151(3)综放工作面工程地质和开采技术条件,结合现场实测分析,应用数值模拟(FLAC3D)综合
分析了二次采动影响下巷道围岩应力场演化特征.研究表明,回采期间巷道围岩应力分布及其演
化具有明显的分区特征,巷道两帮围岩垂直应力大于水平应力,顶底板围岩水平应力明显大于垂
直应力,且巷道底板岩层中的水平应力峰值区范围较广;巷道围岩应力分布的差异性及其演化分
区性是造成此类巷道变形剧烈且巷道持续底鼓的重要原因.研究成果为综放开采护巷煤柱宽度
合理选择、巷道合理支护及维护、巷道围岩稳定性控制和安全生产提供了理论依据.
关键词:综放;窄煤柱;巷道围岩;应力分布;数值模拟
中图分类号:TD325文献标识码:A

StressFieldofSurroundingRocksofFullyMechanized
Top2CoalCavingGatewaywithSmallPillars

YANGKe,XIEGuang2xiang
(DepartmentofResourceExplorationandManagementEngineering,AnhuiUniversityofScience
andTechnology,Huainan,Anhui232001,China)

Abstract:Thestressdistributionanditsdevelopmentcharacteristics,underthesecondarymin2
ingeffect,ofgatewaysurroundingrocksoffullymechanizedtop2coal(FMTC)cavingfacewere
numericallysimulatedbasedonthegeologicalandminingtechnicalconditionsandonthein2situ
observationsaboutNo.1151(3)FMTCcavingfaceinXieqiaoMine.Theresultsshowthatthe
stressanditsdevelopmentofgatewaysurroundingrockshaveobviouszoningfeaturesduring
caving.Intwosides,theverticalstressisgreaterthanthehorizontalstressbutinroofand
floor,theverticalstressisobviouslysmallerthanthehorizontalstress.Inaddition,thehori2
zontalstresspeakvaluesinfloorhaveawiderange.Thedeformationandcontinuousfloor
heavearemainlyaffectedbythedifferenceinstressandbyitszoningdevelopment.Allthese
resultshaveprovidedatheoreticalbasisforrationalsettingofthecoalpillarwidth,gateway
lay2out,supportparameterselection,reasonablemaintenance,surroundingrockstabilityand
forthesafetyproductionandeconomicbenefit,etc.
Keywords:fullymechanizedtop2coalcaving;smallcoalpillar;gatewaysurroundingrocks;
stressdistribution;numericalsimulation

由于综放开采的特殊性,综放留窄煤柱(3～5备受国内外学者关注[1212].此类巷道围岩在回采期
m)护巷时回采期间巷道围岩的应力分布一直以来间始终处在动态多向应力状态,故护巷煤柱、巷道

收稿日期:2006212228
基金项目:国家“十一五”科技攻关项目(2006BAK03B06);国家重点基础研究发展规划(973)项目(2005CB221503);安徽省高校青年教
师科研资助计划项目