沿空留巷跨度對圍巖穩(wěn)定性影響分析.pdf

1、隨著沿空留巷留巷跨度的逐漸增加，留巷的穩(wěn)定性讓人擔憂，有時甚至導致留巷失敗，由于對跨度對圍巖穩(wěn)定性的劣化作用機理不清，采取常規(guī)的加大支護強度和密度的支護方式在實際工程中沒有取得很好的效果。本文采用理論分析、數(shù)值模擬和工程實踐相結(jié)合的方法，研究了沿空留巷跨度對圍巖穩(wěn)定性的影響，取得了以下成果：
　　運用能量變分理論考慮塑性區(qū)范圍實體煤的支撐壓力，分析了直接頂?shù)南鲁磷冃螁栴}，得出了直接頂?shù)南鲁亮侩S跨度的變化規(guī)律；將頂板巖梁視為簡支梁結(jié)

2、構(gòu)，計算得出了頂板可能發(fā)生四種失穩(wěn)方式的臨界跨度；利用彈性基礎(chǔ)梁理論分析了老頂關(guān)鍵塊在煤層中的斷裂位置與巷道跨度的關(guān)系；建立沿空留巷疊加層板模型，運用條帶法分析了頂板巖層的受力，導出了巷旁前期支護阻力和后期支護阻力與巷道跨度的關(guān)系。
　　以華晉沙曲煤礦24208工作面沿空留巷膠帶巷為背景，采用Midas GTS分析了巷道跨度從3.5m增加到7m的過程中圍巖的應(yīng)力、應(yīng)變動態(tài)演化規(guī)律，結(jié)果顯示：隨著跨度的增加，頂板圍巖剪切應(yīng)力集中范圍

3、不斷擴大，剪切應(yīng)力峰值成增加的趨勢，當跨度在5.5m時，頂板剪切應(yīng)力峰值產(chǎn)生一定程度的突變；煤幫和隔離墻的垂直應(yīng)力峰值成增加的趨勢，當跨度達到5.5m時，垂直應(yīng)力增加幅度明顯增大，煤幫垂直應(yīng)力集中程度最大的點距離煤壁的距離成減小的趨勢，但基本保持在2-3m的范圍內(nèi)；頂板水平應(yīng)力集中程度大的范圍區(qū)域成增大的趨勢，并向?qū)嶓w煤幫方向擴展；巷道上方頂板的下沉量基本呈直線增長的趨勢，且增大幅度較大，煤幫的下沉量基本呈直線增長的趨勢，但增加幅度不大