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2023-04-19 15:24:52 +08:00
近距离煤层分布十分广泛上覆煤层普遍采空覆岩应力环境与结构状态发生根本变化直接影响下煤层工作面停采位置选择与停采大断面空间围岩控制。中国矿业大学北京陈冬冬副教授团队综合采用多种方法研究了下伏煤层不同停采位置条件下的覆岩应力拱模式与结构特性及停采大断面空间围岩的分区控制方法。相关成果以“Reasonable location of stopping line in close-distance underlying coal seamand partition support of large cross-section roadway”为题发表在IJCSTInternationalJournal of Coal Science &Technologyhttps://doi.org/10.1007/s40789-022-00528-7或点击文末“阅读原文”。扫描二维码阅读全文研 究进 展1.提出并建立了下伏煤层不同停采位置的覆岩应力拱叠加演化模型。综合最大主应力、垂直应力、剪应力、偏应力第二不变量等多应力指标揭示了应力拱叠加演化模式及特性。2.下伏煤层与上覆煤层的停采线有三类位置关系:外错上停采线 (ESUL)、重叠上停采线 (OUL) 和内错上停采线 (ISUL其中内错距离较短时 (ISUL-SD) ,内错距离较长时 (ISUL-LD) ) 三类位置的覆岩中存在不同的应力拱叠加模型在ESUL→OUL→ISUL-SD→ISUL-LD过程中应力拱叠加演化模式为前、后双应力拱→前拱逐渐减小→前拱消亡→双拱合成单拱→单拱范围扩大→嵌套式双拱。3. 应力拱结构模型与停采位置关系①ESUL下伏煤层回撤通道顶板应力集中程度最高因为大范围垮落带覆岩块体直接作用在回撤通道顶板致使顶板支护相对困难②OUL虽然回撤通道顶板压力最小但覆岩结构存在回转或滑落失稳隐患③ ISUL-SD回撤通道顶板压力较小覆岩结构稳定有利于支架安全回撤④ISUL-LD与非采空区下停采的状况基本一致但会受限于停采煤柱宽度。4. 采用ISUL-SD形式及自掘回撤通道的回撤工艺根据停采区域的支架上方顶板与回撤通道顶板的不同控制要求提出了分区非对称控制方案最终实现了支架安全顺利回撤。图1不同停采位置的覆岩应力拱叠加演化模式图2 不同基本顶断裂线和停采位置的应力拱演化图3 不同停采位置的相似模拟实验图4 合理停采位置特征图5撤架工艺和支护时期划分图6 停采大断面支护设计路线图7 停采大断面空间围岩分区非对称支护作 者 简介陈冬冬博士后中国矿业大学北京副教授硕士生导师北京市优秀博士毕业生。主要从事可变基础边界采场岩板结构断裂理论、巷道围岩控制、煤炭开采及矿井灾害防治等方面的研究与教学工作。作为负责人主持国家自然科学基金青年基金项目、中国博士后基金特别资助项目、中国博士后基金面上项目、国家自然科学基金子课题及横向课题十余项。完成项目经鉴定达到国际领先水平4项获省部级科技进步一等奖2项二、三等奖10项专著4部授权国家专利50余项其中第一发明人共30余项、专利转化经费近百万在InternationalJournal of Coal Science & Technology、《煤炭学报》、《岩石力学与工程学报》及Tunnelling andUnderground Space Technology等重要学术刊物以第一作者 (通讯作者) 发表卓越期刊/SCI/EI期刊论文40余篇。引用格式Chen, D., Wu, Y., Xie, S. et al. Reasonable location of stopping line inclose-distance underlying coal seam and partition support of large cross-section roadway. Int J Coal Sci Technol 9, 55 (2022).https://doi.org/10.1007/s40789-022-00528-7关 于 本 刊International Journal of CoalScience & Technology (IJCST)创刊于2014年由中国科协主管中国煤炭学会主办煤炭科学研究总院承办采取钻石开放获取出版模式即作者、读者均不需支付文章处理费APC发表地质、采矿、化工、能源、环境等领域