金刚石串珠绳锯切割煤层卸压增透效应研究

• Published in: 煤炭学报 Vol. 49; no. 2; pp. 785 - 800
• Main Authors: 李树清, 吕晨辉, 黄飞, 钱运来, 黄向韬, 赵天哲, 汤铸, 杨凤玲, 王晨
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 湖南科技大学南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室,湖南湘潭 411201 01.02.2024; 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室,湖南湘潭 411201%六盘水师范学院矿业与土木工程学院,贵州六盘水 553004; 湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭 411201%湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭 411201
• Subjects: 渗透率; roof contact bottom; 卸压增透; 金刚石串珠; permeability; 绳锯割缝; pressure relief and permeab-ility enhancement; diamond-bead; 顶板触底; diamond beaded wire saw
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.ST23.1321

TD712; 为探讨金刚石串珠绳锯割缝对缝槽周围煤层的卸压增透效应,首先建立基于缝槽顶板受力的两端固支梁力学模型,分析顶板梁的受力特征及缝槽顶板下沉接触底板(简称触底)特性,然后采用自行设计的物理相似模拟试验平台开展相似模拟试验,分析不同工艺参数绳锯割缝后缝槽上下方煤岩层应力、位移变化规律,基于FLAC3D数值模拟和开发的煤层瓦斯渗透率计算程序,分析随割煤工作面推进缝槽周围煤岩体的应力和渗透率分布特征和周期演化规律.研究表明:绳锯割缝使缝槽周围应力重新分布,缝槽顶板随着割缝工作面的推进经过顶板悬露、顶板触底,连续缓沉 3种演化形态;顶板未触底时,缝槽上下方形成"U"形卸压区,最大挠度在顶板中心位置,也是最先触底部位,顶板触底之后,缝槽中间位置出现应力恢复,减弱绳锯割缝的卸压增透效果;串珠绳锯的直径越大,顶板发生触底的极限跨度越大,缝槽触底越晚,卸压效果越好;相同割缝直径增加第 2条割缝,两缝槽卸压区连成一起,卸压效果相互促进,减弱两缝作用下的应力恢复现象,增大了卸压范围;缝槽推进距离足够长时,由于顶板触底,缝槽两边的卸压增透效果更好,割缝卸压的影响范围从左到右划分为应力集中区、卸压区、应力恢复区、卸压区、应力集中区,对应的卸压区和应力恢复区都有较好的增透效果.