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基金项目:
国家自然科学基金资助项目(52204150,U21A20107);山西省基础研究计划(自由探索类)青年研究资助项目(202103021223051);山西省高等学校科技创新计划资助项目(2021L065);太原理工大学青年基金资助项目(2022QN069)
分类号:
TD323
DOI:
10.16355/j.cnki.issn1007-9432tyut.2023.04.013
期刊号:
2023,54(04)
收稿日期:
修回日期:
通讯作者 | 单位 |
吴文达 | 太原理工大学 矿业工程学院 |
摘要:
【目的】 为分析煤柱下方综采工作面受集中应力影响的强矿压显现特征,以霍洛湾矿31106工作面过上覆集中煤柱为工程背景进行研究。【方法】 通过工作面实测支架阻力精细化分析过煤柱期间的矿压特征和支架适应性,开展相似材料模拟实验,揭示工作面过煤柱的强动压机理,并提出过煤柱的水力压裂切顶控制技术。【结果】 结果表明:工作面出煤柱期间,支架阻力整体由大到小依次为中部、下部、上部,工作面周期来压步距为10.85 m,平均持续长度为4.27 m,占周期来压时长的40%,平均动载系数达到1.4.出煤柱期间支架载荷超过正常工作阻力(35 MPa)的比例分别为:32.14%、63.83%和87.94%,支架受顶板断裂的动载作用并承受长时间的高静载作用。相似材料模拟表明,出煤柱时上覆岩层形成的“T型结构”失稳发生整体的回转下沉,引起下部工作面老顶同步破断,造成工作面大范围支架阻力的增加,液压支架安全阀开启率达到31.2%,存在压架风险。【结论】 据此提出了工作面过煤柱的水力压裂切顶技术,现场试验表明水力切顶后工作面在出煤柱后10 m范围内并没有出现强矿压显现,降低了支架承受的动载荷和高静载,未发生强动载压架现象。
关键字:
遗留煤柱;支架阻力;动载系数;矿压特征;水力压裂