大采高沿空巷道动力载荷分析

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为了深入了解大采高综采沿空巷道上覆岩层运动规律以及支承压力的分布规律及支承压力的影响,本文以济宁三号煤矿53下12工作面为原型,通过运用理论分析、理论计算、数值模拟及工程实践等方法对大采高沿空掘巷覆岩稳定性以及在支承压力的影响下,促使诱发冲击地压机理进行深入的分析。  首先,根据钱鸣高院士的关键层理论,确定了关键层的位置,以及垮落带高度,建立了大采高沿空巷道力学模型,明确了关键层对支承压力的分布规律,推导出超前支承压力公式以及侧向支承压力公式,从而确定了塑性区与弹性区的宽度,通过理论分析,明确了塑性区宽度的影响因素,建立了支承压力曲线图,更加直观地反映出沿空巷道侧向煤体内支承压力分布规律以及采场超前支承压力分布规律;其次,确定了沿空巷道受侧向支承压力与超前支承压力的双重影响,提出高应力叠加区概念。由于高应力场的形成容易积聚弹性势能,从而诱发冲击地压问题,介绍了发生冲击地压的力学条件以及能量判定理论依据,运用模拟软件FLAC3D5.0建立模型,具体分析了随着工作面的推进采空区侧向支承压力与超前支承压力的变化与不同,提出了“先侧后超前”理论,根据现场实测与模拟相结合,定量的分析了冲击地方发生的能量判定,同时基于弹性基础梁理论定量计算了各关键层断裂对工作面以及巷道的能量冲击影响,最后提出了冲击地压的监测方案与卸压措施,取得了良好的效果,为今后的沿空巷道在支承压力作用下诱发冲击地压问题提供了理论依据。
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