动载诱发近直立煤层水平分段开采冲击矿压的数值模拟研究

doi:10.11799/ce201809023

煤炭工程 ›› 2018, Vol. 50 ›› Issue (9): 83-87.doi: 10.11799/ce201809023

动载诱发近直立煤层水平分段开采冲击矿压的数值模拟研究

李安宁¹,窦林名²,王正义¹,曹晋荣¹,王崧玮¹,山长昊³

1. 中国矿业大学
2. 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室
3. 江苏省徐州市中国矿业大学—南湖校区

收稿日期:2017-09-20 修回日期:2017-10-25 出版日期:2018-09-20 发布日期:2018-12-18
通讯作者: 窦林名 E-mail:lmdou@126.com

Numerical simulation of rock-burst of the horizontal sectional mining of near-vertical coal seam under dynamic load

Received:2017-09-20 Revised:2017-10-25 Online:2018-09-20 Published:2018-12-18

摘要/Abstract

摘要： 针对近直立煤层特殊的赋存条件和水平分段开采的技术条件，建立顶底板夹持梁的力学模型，对诱发冲击的动静载力源进行简要分析。基于分析结果采用FLAC3D数值模拟方法分析了动载作用下近直立特厚煤层工作面煤体应力、位移等的动态响应特征，进而揭示了冲击显现机制。结果表明：在顶底板围岩破裂产生震动效应传播而来的冲击载荷扰动下，近直立煤层工作面底煤水平应力先升高后瞬间大幅降低，垂直位移也突然增大，煤体自身平衡状态被打破，易诱发冲击显现。基于近直立煤层冲击诱发机制，提出了煤体卸压爆破和顶、底板预裂爆破等解危措施并在现场实施，解危效果显著。

关键词: 近直立特厚煤层, 水平分段开采, 数值模拟, 冲击矿压

Abstract: Based on the special conditions of the near-vertical coal seam and the technical conditions of horizontal sectional mining, a mechanical model of the clamping beam is established, a brief analysis is made on the dynamic and dynamic capacity of the induced impact. Based on the analysis results, the dynamic response characteristics of coal stress, displacement and other dynamic characteristics of the working face of near-vertical strata under dynamic load are studied by means of FLAC3D, the mechanism of rock-burst is revealed. Results show that the mining field is affected by the vibration of the external rock mass under static load stability, the mining face below horizontal stress instantaneous sharply lower after rising first, vertical displacement has increased suddenly, its balance is broken, cause rock-burst. The research results show the impact mechanism and the prevention and control of the horizontal sectional mining of near-vertical coal seam.

中图分类号:

TD324

李安宁，窦林名，王正义，等. 动载诱发近直立煤层水平分段开采冲击矿压的数值模拟研究[J]. 煤炭工程, 2018, 50(9): 83-87.

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参考文献

[1].鞠文君．急斜特厚煤层水平分层开采巷道冲击矿压成因与防治技术研究[D]．北京：北京交通大学，2009．
[2]鞠文君，李前，魏东，等.急倾斜特厚煤层水平分层开采矿压特征[J].煤炭学报, 2006, 31(5):558-561
[3]于贵良，李前，王元杰.深部急倾斜特厚煤层分层开采冲击地压防治技术[J].煤炭科学技术, 2011, 39(2):17-21
[4].张基伟．王家山矿急倾斜煤层长壁开采覆岩破断机理及强矿压控制方法[D]．北京科技大学，2015．
[5]张基伟，古亚丹，王金安，等.急倾斜煤层支承压力分布特征研究[J][J].煤矿安全, 2015, 05:67-71
[6]蓝航.近直立特厚两煤层同采冲击地压机理及防治[J].煤炭学报, 2014, 39(S2):308-315
[7] HUANG R Q, WANG X N.Analysis of dynamic disturbance on rock burst[J].Bull Eng Geol Env, 1999, 57:281-284
[8]徐学峰，窦林名，刘军，等.动载扰动诱发底板冲击矿压演化规律研究[J].采矿与安全工程学报, 2012, 29(3):334-338
[9]王正义，窦林名，王桂峰，等.锚固巷道围岩结构动态响应规律研究[J].中国矿业大学学报, 2016, 45(6):1132-1140
[10]Wang Zheng-yi, Dou Lin-ming, Li Jing, Kang Kai, and Feng Long-fei.Numerical Investigation of Damage Risks of Roadway Surrounding Rocks under Oblique Incident Dynamic Loads [J].Shock and Vibration, 2017, :-
[11]王正义，窦林名，王桂峰，等.锚固巷道围岩结构动态响应规律研究[J].中国矿业大学学报, 2016, 45(6):1132-1140
[12]杨敬轩，刘长友，于斌，等.坚硬厚层顶板群结构破断的采场冲击效应[J].中国矿业大学学报, 2014, 43(1):8-15
[13]曹安业，范军，牟宗龙等.矿震动载对围岩的冲击破坏效应[J].煤炭学报, 2010, 35(12):2006-2010
[14]窦林名，何江，曹安业，等.煤矿冲击矿压动静载叠加原理及其防治[J].煤炭学报, 2015, 40(7):1469-1476

[1]	余学义，刘传杰. 亭南煤矿村庄下宽条带开采地表移动规律研究[J]. 煤炭工程, 2019, 51(5): 118-122.
[2]	冯吉成，石建军，张凤岩，师浩宇，郭书英，彭瑞，肖建. 赵固一矿巷道复合顶板岩层结构类型与稳定性数值模拟分析[J]. 煤炭工程, 2019, 51(5): 123-128.
[3]	殷帅峰，程志恒，浦仕江，陈亮，李春元. 高瓦斯薄煤层采动裂隙演化规律及瓦斯抽采技术[J]. 煤炭工程, 2019, 51(5): 134-138.
[4]	孙娜，王宏，张力强. 新型两产品旋流器流场模拟及试验研究[J]. 煤炭工程, 2019, 51(4): 113-117.
[5]	郑新赟，韩圣铭，张基伟，等. 粉质粘土层冻结温度场-声场耦合数值模拟及实测研究[J]. 煤炭工程, 2019, 51(2): 118-123.
[6]	任建喜，张卫军，张琨，景帅. 深埋特厚煤层采动应力特征及对邻近巷道影响研究[J]. 煤炭工程, 2019, 51(1): 77-81.
[7]	孙世国，魏帅颖，张玉娟. 沉陷区建筑间距对建筑稳定性影响的研究[J]. 煤炭工程, 2018, 50(9): 21-23.
[8]	雷武林，余岚，焦彪，等. 松软不稳定煤层综采工作面煤壁片帮机理及防治研究[J]. 煤炭工程, 2018, 50(9): 67-70.
[9]	靳俊晓，申金超. 石圪台矿回采巷道破坏特征与支护参数优化[J]. 煤炭工程, 2018, 50(8): 46-49.
[10]	陈国祥，郭兵兵，郭军杰.. 煤层内高储能释放产生的应力波对冲击矿压的解锁机制探讨[J]. 煤炭工程, 2018, 50(8): 93-96.
[11]	李延军. 综放工作面顶煤放出率影响因素正交试验研究[J]. 煤炭工程, 2018, 50(8): 97-100.
[12]	张立明. 综放孤岛工作面煤柱合理宽度研究[J]. 煤炭工程, 2018, 50(5): 29-30.
[13]	邵小平，刘二帅，蔡小林，等. 柱式采空区域上行开采煤柱稳定性实验研究[J]. 煤炭工程, 2018, 50(4): 5-9.
[14]	孟文清，巩松，沈金生，崔邯龙. 山西平鲁输煤栈桥管桁架节点性能试验研究[J]. 煤炭工程, 2018, 50(4): 25-29.
[15]	杜运夯. 老窑破坏区下破碎围岩回采巷道动态联合支护技术[J]. 煤炭工程, 2018, 50(4): 35-38.

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