Etude de la loi de rupture de la roche environnante dans une veine de charbon inclinée avec entrée latérale par paraison

Jul 25, 2023

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 973 (2023) Citer cet article

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Visant le problème du contrôle de la stabilité de la roche environnante dans le processus d'extraction vers le haut de la retenue d'entrée côté gob de veine de charbon inclinée, la retenue d'entrée côté gob du front de taille 5449 dans la mine de charbon de Beipingdong est prise comme base de recherche. Sur la base de l'étude du modèle théorique de retenue d'entrée côté paraison, la loi du mouvement des morts-terrains et de la déformation des roches environnantes au cours du processus de retenue d'entrée côté paraison est obtenue grâce à des expériences de simulation similaires et à une analyse de simulation numérique, ainsi qu'au schéma d'optimisation optimal du soutènement. Une structure est proposée. Les principaux résultats de la recherche sont les suivants : au cours du processus d'extraction des veines de charbon, le centre de gravité des strates sus-jacentes sur l'ensemble du front de taille se déplacera vers le côté de la goaf, et la structure de support composée du corps de remplissage en bordure de route et du boulon sera efficace. inhibe la déformation de la chaussée, dans laquelle le corps de remplissage en bordure de route joue un rôle clé ; le boulon supérieur supporte une plus grande contrainte que le boulon latéral lors du processus d'exploitation minière, de sorte que le boulon supérieur maintient principalement la stabilité de la chaussée, et le boulon latéral joue le rôle de renforcer le côté et d'empêcher l'extrusion. La largeur du corps de remplissage en bordure de route doit être d'environ 2,5 m et la plage de rupture du plastique peut être bien contrôlée sous cette largeur.

La technologie des voies de retenue le long de Goaf a apporté des avantages techniques et économiques plus favorables à l'exploitation minière du charbon en Chine et constitue une avancée majeure dans l'entretien des voies sans piliers de charbon1,2. Les chercheurs chinois ont réalisé un grand nombre d’études sur l’application de cette technologie sous différents angles. L'équipe He3,4,5 a établi un modèle mécanique de « structure rocheuse environnante – corps de support côté route » sous différentes positions du toit et, sur la base de ce modèle, a proposé les technologies de contrôle des roches environnantes de coupe du toit et de soulagement de la pression, telles que le pré-fendage concentré. le dynamitage, le câble d'ancrage à grande déformation à résistance constante et les piliers uniques denses à côté de la chaussée, qui ont jeté les bases de la mise en œuvre réussie de la découpe du toit et de la réduction de la pression le long de la chaussée. Zhu6 et d'autres ont établi le modèle d'analyse de fiabilité de la structure de support pour la retenue d'entrée latérale des paraisons dans une foudroyage de charbon entièrement mécanisé en fonction de la grande déformation de la roche environnante et de nombreuses variables aléatoires dans les paramètres mécaniques de la roche environnante, et ont obtenu la formule de calcul pour le fiabilité de la structure de support. Zhang7,8,9,10 a utilisé des boulons « trois hauteurs » + une poutre de câble d'ancrage pour le support initial, une poutre de câble d'ancrage + du coulis pour un renforcement avancé, une poutre en acier en forme de I + une poutre de toit articulée pour le support auxiliaire, un pompage et un remplissage de matériau en pâte pour la construction. le mur dans l'entrée latérale de la paraison retenant une chaussée en roches tendres à haute pression au sol dans un puits de 1 000 m de profondeur, contrôlant efficacement la déformation sévère du côté et du toit de l'entrée latérale de la paraison retenant en profondeur. Hua11,12,13 a mené une étude approfondie sur le mécanisme de déformation et de rupture de la roche environnante de l'entrée latérale de la paraison dans les conditions d'un toit composite de puits profond, et a proposé des contre-mesures de support et des schémas techniques de « renforcement étape par étape à toutes les étapes ». " et "renforcement de la protection de surface" pour l'entrée latérale paraison dans des conditions de toit composite à puits profond, qui ont obtenu de bons résultats en production. Dans le même temps, des experts nationaux et étrangers ont également réalisé des réalisations fructueuses dans les domaines de la catastrophe dynamique14,15, du support latéral de la route16,17 et du contrôle de la déformation des roches entourant la chaussée18,19,20 dans le processus de retenue des entrées latérales des paraisons.

On peut voir que la rétention d'entrée latérale par paraison est toujours une technologie minière sûre et efficace dans les futures mines de charbon21,22,23, mais il existe encore de nombreux problèmes techniques dans cette technologie dans des conditions géologiques complexes, une pression dynamique élevée dans le conditions profondes et autres. Par conséquent, cet article prend comme toile de fond le front de taille de la retenue d'entrée latérale pour l'exploitation vers le haut d'une veine de charbon inclinée dans la mine de charbon de Beipingdong, étudie la loi de rupture de la roche environnante dans la retenue d'entrée latérale pour l'extraction vers le haut de veines de charbon inclinées, et optimise la structure de support en fonction de la loi de déformation et de rupture de la roche environnante, fournit des idées pour l'exploitation minière en toute sécurité de l'entrée latérale du goaf dans des veines de charbon inclinées similaires.