巷道顶板蝶叶塑性区穿透致冒机理与控制方法-煤炭学报.PDF

　 第41卷第6期 煤　 　 炭　 　 学　 　 报 Vol.41　 No.6　 　 2016年 6月 JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETY June　 2016　 - 贾后省,马念杰,朱乾坤.巷道顶板蝶叶塑性区穿透致冒机理与控制方法[J].煤炭学报,2016,41(6):1384 1392.doi:10.13225/ j. cnki.jccs.2015.1367 Jia Housheng,Ma Nianjie,Zhu Qiankun.Mechanism and control method of roof fall resulting from butterfly plastic zone penetration[J]. - Journal of China Coal Society,2016,41(6):1384 1392.doi:10.13225/ ki.jccs.2015.1367 巷道顶板蝶叶塑性区穿透致冒机理与控制方法 1,2 3 1,2 贾后省 ,马念杰 ,朱乾坤 (1.河南理工大学 能源科学与工程学院,河南 焦作　 454003;2.煤炭安全生产河南省协同创新中心,河南 焦作　 454003;3. 中国矿业大学(北京) 资源与安全工程学院,北京　 100083) 摘　 要:针对高偏应力环境下层状顶板巷道冒顶事故频发、支护困难等问题,采用理论分析、数值模 拟、现场探测和现场工程试验等综合研究方法,揭示了层状顶板巷道蝶叶塑性区的分布规律,阐明 了蝶叶塑性区穿透分布致使巷道冒顶的力学机制,结果表明:蝶叶塑性区具有隔层穿透发育的特 征,未发生塑性破坏岩层的存在不能阻断蝶叶塑性区在软弱岩层形成;顶板蝶叶塑性区穿透分布伴 有强烈的变形压力,使软弱岩层塑性区下位未发生塑性破坏岩层受到持续巨大的“挤压”载荷,致 使其发生断裂破坏,是巷道存在冒顶隐患的内在原因。 据此提出了防止此类巷道冒顶的关键在于 维护塑性区围岩稳定,需锚杆(索)长度大于塑性区边界,且具备可承受大变形而不破断的能力。 基于以上研究,对神东保德矿81306二号回风巷进行了支护补强设计和试验,试验结果表明该支护 对策能够有效维持巷道顶板稳定。 关键词:层状顶板;塑性区;巷道冒顶;围岩控制 - - - 中图分类号:TD353　 　 　 文献标志码:A　 　 　 文章编号:0253 9993(2016)06 1384 09 Mechanism and control method of roof fall resulted from butterfly plastic zone penetration 1,2 3 1,2 JIA Hou-sheng ,MA Nian-jie ,ZHU Qian-kun (1.School of Energy ScienceandEngineering,HenanPolytechnic University,Jiaozuo　 454003,China;2.CollaborativeInnovation Centerof Coal WorkSafety, J