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巷道顶板蝶叶塑性区穿透致冒机理与控制方法
  • ISSN号:0253-9993
  • 期刊名称:《煤炭学报》
  • 时间:0
  • 分类:TD353[矿业工程—矿井建设]
  • 作者机构:[1]河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作454003, [2]煤炭安全生产河南省协同创新中心,河南焦作454003, [3]中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京100083
  • 相关基金:河南省教育厅高等学校重点科研项目资助(16A440006); 河南理工大学博士基金项目资助(660207/007)
中文摘要:

针对高偏应力环境下层状顶板巷道冒顶事故频发、支护困难等问题,采用理论分析、数值模拟、现场探测和现场工程试验等综合研究方法,揭示了层状顶板巷道蝶叶塑性区的分布规律,阐明了蝶叶塑性区穿透分布致使巷道冒顶的力学机制,结果表明:蝶叶塑性区具有隔层穿透发育的特征,未发生塑性破坏岩层的存在不能阻断蝶叶塑性区在软弱岩层形成;顶板蝶叶塑性区穿透分布伴有强烈的变形压力,使软弱岩层塑性区下位未发生塑性破坏岩层受到持续巨大的"挤压"载荷,致使其发生断裂破坏,是巷道存在冒顶隐患的内在原因。据此提出了防止此类巷道冒顶的关键在于维护塑性区围岩稳定,需锚杆(索)长度大于塑性区边界,且具备可承受大变形而不破断的能力。基于以上研究,对神东保德矿81306二号回风巷进行了支护补强设计和试验,试验结果表明该支护对策能够有效维持巷道顶板稳定。

英文摘要:

In this study,the problems of frequent roof fall accidents and support difficulties in the layered roof of roadway were investigated using theoretic analysis,numerical simulation,field detection and field engineering test,the distribution of the butterfly plastic zone of layered roof roadway was revealed,and the mechanical mechanism of roof fall due to butterfly plastic zone penetration was elucidated. The research shows that the butterfly plastic zone has the characteristic of penetrating across strata,and no plastic failure rock cannot block the formation of butterfly plastic zone in soft strata; The distribution of penetration of butterfly plastic zone in the roof is accompanied with strong deformation pressure,the lower no plastic failure rock under soft strata plastic zone is subjected to a continuous huge squeeze load which makes the no plastic failure rock fractured and failed,this is the intrinsic reason of roadway roof fall hazards.The key to prevent roof fall of the roadway is to keep the stability of plastic zone of surrounding rock,the length of rock bolts( or cables) should be longer than the plastic zone,and the rock bolts( or cables) should have the ability to withstand a large deformation without breaking. Based on the research,strengthening support and field test were con-ducted in the 81306-2 tailgate of Baode Colliery in Shendong,the field test shows that the support method proposed can maintain the stability of roadway roof effectively.

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期刊信息
  • 《煤炭学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国煤炭学会
  • 主编:刘峰
  • 地址:北京和平里煤炭科学研究总院《煤炭学报》编辑部
  • 邮编:100013
  • 邮箱:mtxb@vip.163.com
  • 电话:010-84262930 84262340
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-9993
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2190/TD
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 1992年首届全国优秀科技期刊二等奖,1997年全国第二届优秀科技期刊一等奖,1999年首届国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:45064