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题目:露天边坡下井工开采对巷道围岩稳定影响的研究

关键词:露井联采;巷道稳定性;数值计算;相似模拟;FLAC

  摘要

对许多露天矿来说,随着剥采比的增加,露天开采所需的费用也越来越高,因此,由露天开采转地下开采成为必然。一般情况下是露天开采浅部矿层,井工开采深部矿层。由于井工矿投入少、产出快,近年来我国平朔矿区就在两大露天矿之间实现井工开采,即实现露井联采。在这种联采模式下,井工矿巷道的稳定性问题便是一个突出的问题,而且这一问题得到越来越多的学者的重视。本文就安家岭露天矿和2号井工矿之间就存在着露井联采的情况为工程背景,就露井联合开采下井工矿巷道的稳定性问题做一些探讨和分析。巷道稳定性受工作面采动的影响,停采线的位置在一定程度上决定了巷道的稳定性。基于动压影响下的煤矿巷道及硐室围岩应力分布特点及规律,本文运用基于关键层理论的弹性地基梁模型,分析了关键层的内力分布及底部煤柱支承压力的变化情况,并采用FLAC数值模拟及相似模拟试验,研究了采动影响下的巷道围岩应力分布、变形规律及影响因素。结果表明,4煤开采到距辅运大巷80m左右时,关键层从辅运大巷顶部开始断裂,底部煤柱的支承压力集中系数为1.083,大于原岩应力,巷道围岩的破坏范围急剧增加,逐渐表现出失稳的特征;9煤开采到距辅运大巷110m左右时,井工开采产生的岩层断裂塌陷移动角已经影响到了4煤已有巷道的稳定性,使4煤三条大巷围岩的最大主应力已经超过峰值而持续下降,同时过大的位移导致巷道两帮凸起和倾斜,辅运大巷与主运大巷的塑性区贯通。因此根据上述分析研究,提出4煤工作面停采线与辅运大巷的合理距离要大于80m,9煤工作面停采线与辅运大巷的合理距离要大于110m,以保证4煤三条大巷的稳定性。