| 基于巨厚岩层-煤柱协同变形的煤柱稳定性 |
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| 引用本文： | 张明,姜福兴,李家卓,焦振华,胡浩,舒凑先,高化军.基于巨厚岩层-煤柱协同变形的煤柱稳定性[J].岩土力学,2018(2):705-714. |
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| 作者姓名： | 张明 姜福兴 李家卓 焦振华 胡浩 舒凑先 高化军 |
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| 作者单位： | 安徽理工大学省部共建深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室(筹);北京科技大学土木与资源工程学院;枣庄矿业集团高庄煤业有限公司; |
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| 摘 要： | 采前煤柱稳定性研究是工作面冲击危险性评估和开采方案设计的关键。以山东某矿深井巨厚砾岩条件工作面开采遗留煤柱为背景,采用案例调研、理论分析、数值模拟和工程实践等方法,对巨厚岩层-煤柱协同变形机制及其煤柱稳定性进行了研究,建立了巨厚岩层-煤柱协同变形的简化力学模型,探讨了引起煤柱变形的主要应力来源和变形形式,推导了在协同变形条件下煤柱的应力-应变关系。以此为基础,综合煤柱煤体应力、围岩稳定性和变形特征等条件,提出了煤柱整体失稳的力学判据。研究结果表明:巨厚岩层-煤柱失稳诱发冲击与煤柱的位置、尺寸和上覆岩层运动或变形关系密切,上覆岩层运动或变形是诱发煤柱失稳的动力因素;巨厚岩层-煤柱的变形主要包括受集中力F压迫的协同挠曲压缩变形和受集中力G作用的重力沉降变形,二者保持内在协调性;巨厚岩层下煤柱整体失稳的工程判据为煤柱煤体平均支承应力p超过其平均极限支承强度R_c(p≥R_c);评估得到遗留的50 m煤柱具有强冲击危险性,并通过优化开采设计,取得了良好的效果。该研究成果对相似条件煤柱留设及其稳定性分析具有参考意义。
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| 关 键 词： | 巨厚岩层 煤柱稳定性 协同变形 失稳判据 |
Stability of coal pillar on the basis of the co-deformation of thick rock strata and coal pillar |
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