褶皱构造区工作面俯仰角对支架与围岩承载特征的影响规律

摘要

煤矿长壁综采工作面回采过程中，途经褶皱构造区煤层倾斜方向正角度和负角度相互转变时，易诱发冲击地压事故，为探究地质构造转换对工作面的影响，基于软件SOLIDWORKS,Rhino-Griddle, FLAC^3D,建立了在基本动作和支撑原理与实际工况相似的液压支架的支护下褶皱构造区倾斜长壁开采模型.在此基础上，研究了褶皱构造区内随着煤层倾角不断变化下液压支架和围岩的应力和位移演化特征.结果表明：褶皱构造区内同一水平标高处，俯采和仰采时的围岩应力演化趋势相反；煤层倾斜方向不变时，倾角变化较小对围岩几乎没有影响；背斜和向斜开采时，轴部处的超前应力峰值点距离工作面最远，分别为2.01和1.90 m,应当加强轴部开采时对煤壁的监测；背斜—过渡—向斜阶段转变时，峰值点距煤壁的距离均会迎来突增；煤层的倾斜方向改变对一定范围内煤壁的水平位移有显著影响，背斜时加剧，向斜时减弱；煤层倾斜方向改变时，顶梁的受力比倾斜方向不变时更复杂，且过渡阶段时前部顶梁承载的压应力较大.

关键词

褶皱构造 / 液压支架 / 围岩 / 倾角变化 / 数值模拟