Исследование закона разрушения вмещающих пород наклонного угольного пласта с вырывным заходом

Jul 25, 2023

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 973 (2023) Цитировать эту статью

483 доступа

3 цитаты

Подробности о метриках

С целью решения проблемы контроля устойчивости вмещающей породы в процессе разработки восходящего участка наклонного угольного пласта, в качестве основы исследования взято удержание входа в выемке рабочего забоя 5449 на угольной шахте Бэйпиндун. На основе исследования теоретической модели удержания выработки с помощью аналогичного имитационного эксперимента и анализа численного моделирования получен закон движения вскрышных пород и деформации окружающих горных пород в процессе удержания выработки, а также оптимальная схема оптимизации крепи. выдвигается структура. Основные результаты исследований таковы: в процессе разработки угольного пласта центр тяжести вышележащих пластов на всем забое будет смещаться в сторону выработанного пространства, а несущая конструкция, состоящая из придорожного закладочного тела и анкера, эффективно сдерживает деформацию дорожного полотна, в которой ключевую роль играет придорожный наполнитель; В процессе добычи полезных ископаемых верхний болт испытывает большую нагрузку, чем боковой болт, поэтому верхний болт в основном поддерживает устойчивость дороги, а боковой болт играет роль укрепления боковой части и предотвращения выдавливания. Ширина придорожного насыпного кузова должна составлять около 2,5 м, и при этой ширине можно хорошо контролировать диапазон разрушения пластика.

Технология удержания полос вдоль выработанного пространства принесла более выгодные технические и экономические преимущества угледобыче в Китае и является крупным прорывом в обслуживании полос без угольных столбов1,2. Китайские учёные провели большое количество исследований по применению этой технологии с разных сторон. Команда He3,4,5 создала механическую модель «конструкции окружающей горной породы — бокового опорного тела проезжей части» при различных положениях кровли и на основе этой модели предложила технологии контроля окружающей породы при резке кровли и сбросе давления, такие как концентрированное предварительное расщепление. взрывные работы, постоянное сопротивление большой деформации анкерного троса и плотные одиночные столбы вдоль проезжей части, что заложило основу для успешного выполнения резки кровли и сброса давления вдоль выработанного пространства. Чжу6 и другие разработали модель анализа надежности опорной конструкции для удержания входа в выработку в полностью механизированной верхней части угольного обрушения в соответствии с большой деформацией окружающей породы и многими случайными переменными в механических параметрах окружающей породы и получили формулу расчета для надежность несущей конструкции. Чжан7,8,9,10 использовал «три высоких» болта + анкерную тросовую балку для первоначальной поддержки, анкерную тросовую балку + цементацию для дополнительного армирования, двутавровую стальную балку + шарнирную балку крыши для вспомогательной поддержки, перекачку пастообразного материала и заполнение конструкции. Стена у входа в выработку, удерживающая выработку из мягкой породы с высоким давлением на грунт в скважине глубиной 1000 м, эффективно контролирует сильную деформацию боковой части и крыши удержания входа в выработку на глубине. Хуа11,12,13 провели углубленное исследование механизма деформации и разрушения окружающей породы бокового входа выработки в условиях композитной кровли глубокой скважины и предложили меры противодействия поддержке и технические схемы «поэтапного усиления на всех этапах». » и «Усиление защиты поверхности» для бокового входа в выработку в условиях глубокой композитной кровли, которые показали хорошие результаты в добыче. В то же время отечественные и зарубежные специалисты также добились плодотворных достижений в вопросах динамического разрушения14,15, поддержки бортов проезжей части16,17 и контроля деформаций окружающих горных пород18,19,20 в процессе удержания бортов выемки.

Видно, что сохранение отбойного прохода по-прежнему является безопасной и эффективной технологией добычи угля в будущем21,22,23, но в этой технологии все еще остается много технических проблем в условиях сложных геологических условий, высокого динамического давления в горных породах. глубокие и другие условия. Таким образом, в данной статье в качестве фона взята рабочая поверхность удержания бокового входа в выработке при отработке вверх наклонного угольного пласта на угольной шахте Бэйпиндун, исследован закон разрушения окружающей породы в удерживающем боковом входе при выработке вверх наклонных угольных пластов, и оптимизирует конструкцию крепи на основе закона деформации и разрушения вмещающих пород, предлагает идеи для безопасной разработки боковых выработок в аналогичных наклонных угольных пластах.