Studio sulla legge di rottura della roccia circostante in un giacimento di carbone inclinato con ingresso laterale

Jul 25, 2023

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 973 (2023) Citare questo articolo

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Mirando al problema del controllo della stabilità della roccia circostante nel processo di estrazione verso l'alto del mantenimento dell'ingresso sul lato della goccia del giacimento di carbone inclinato, il mantenimento dell'ingresso sul lato della goccia del fronte di lavoro 5449 nella miniera di carbone di Beipingdong è preso come sfondo della ricerca. Sulla base dello studio del modello teorico di ritenuta dell'entrata dal lato della goccia, la legge del movimento del sovraccarico e della deformazione della roccia circostante nel processo di ritenuta dell'entrata dal lato della goccia è ottenuta attraverso esperimenti di simulazione simili e analisi di simulazione numerica, e lo schema di ottimizzazione ottimale del supporto viene proposta la struttura. I principali risultati della ricerca sono i seguenti: nel processo di estrazione del giacimento di carbone, il centro di gravità degli strati sovrastanti sull'intera superficie di lavoro si sposterà sul lato del goaf e la struttura portante composta da corpo di riempimento stradale e bullone in modo efficace inibisce la deformazione della carreggiata, nella quale il corpo di riempimento stradale gioca un ruolo fondamentale; il bullone superiore sopporta uno stress maggiore rispetto al bullone laterale durante il processo di estrazione, quindi il bullone superiore mantiene principalmente la stabilità della carreggiata e il bullone laterale svolge il ruolo di rafforzare il lato e prevenire l'estrusione. La larghezza del corpo di riempimento stradale dovrebbe essere di circa 2,5 m e il range di rottura della plastica può essere ben controllato sotto questa larghezza.

La tecnologia di mantenimento delle corsie lungo il Goaf ha portato vantaggi tecnici e benefici economici più favorevoli all’estrazione del carbone in Cina e rappresenta un importante passo avanti nel mantenimento delle corsie senza pilastri di carbone1,2. Gli studiosi cinesi hanno condotto un gran numero di studi sull’applicazione di questa tecnologia da diverse angolazioni. Il team He3,4,5 ha stabilito un modello meccanico di "struttura rocciosa circostante - corpo di supporto laterale della carreggiata" sotto diverse posizioni del tetto e, sulla base di questo modello, ha proposto le tecnologie di controllo della roccia circostante per il taglio del tetto e lo scarico della pressione, come la presplittazione concentrata esplosioni, cavo di ancoraggio a grande deformazione a resistenza costante e densi pilastri singoli accanto alla carreggiata, che hanno gettato le basi per l'implementazione riuscita del taglio del tetto e dello scarico della pressione lungo il goaf. Zhu6 e altri hanno stabilito il modello di analisi dell'affidabilità della struttura di supporto per il trattenimento dell'ingresso laterale della goccia in uno scavo di carbone superiore completamente meccanizzato in base alla grande deformazione della roccia circostante e a molte variabili casuali nei parametri meccanici della roccia circostante, e hanno ottenuto la formula di calcolo per il affidabilità della struttura di sostegno. Zhang7,8,9,10 ha utilizzato bulloni "tre alti" + trave del cavo di ancoraggio per il supporto iniziale, trave del cavo di ancoraggio + malta per rinforzo avanzato, trave in acciaio a forma di I + trave del tetto articolata per supporto ausiliario, pompaggio e riempimento di materiale in pasta per costruire il muro nell'entrata laterale della goccia ha mantenuto una carreggiata in roccia tenera ad alta pressione al suolo in un pozzo profondo 1000 m, controllando efficacemente la grave deformazione del lato e del tetto dell'entrata laterale della goccia che ha mantenuto in profondità. Hua11,12,13 ha condotto uno studio approfondito sulla deformazione e sul meccanismo di cedimento della roccia circostante dell'ingresso laterale della goccia nelle condizioni di un tetto composito con pozzo profondo e ha proposto contromisure di supporto e schemi tecnici di "rafforzamento passo dopo passo in tutte le fasi " e "rafforzamento della protezione superficiale" per l'ingresso laterale della goccia in condizioni di tetto composito con pozzo profondo, che hanno ottenuto buoni risultati nella produzione. Allo stesso tempo, esperti nazionali e stranieri hanno anche ottenuto risultati fruttuosi negli aspetti del disastro dinamico14,15, del supporto laterale della carreggiata16,17 e del controllo della deformazione della roccia circostante18,19,20 della carreggiata nel processo di mantenimento dell'ingresso del gob side.

Si può vedere che il trattenimento dell'ingresso laterale della goccia è ancora una tecnologia mineraria sicura ed efficiente nella futura estrazione del carbone21,22,23, ma ci sono ancora molti problemi tecnici in questa tecnologia in condizioni geologiche complesse, elevata pressione dinamica nel condizioni profonde e altre. Pertanto, questo documento prende come sfondo la superficie di lavoro del trattenimento dell'ingresso laterale della goccia per l'estrazione verso l'alto di un giacimento di carbone inclinato nella miniera di carbone di Beipingdong, studia la legge di cedimento della roccia circostante nel trattenimento dell'ingresso laterale della goccia per l'estrazione verso l'alto dei giacimenti di carbone inclinati e ottimizza la struttura di supporto in base alla legge di deformazione e cedimento della roccia circostante, fornisce idee per l'estrazione sicura dell'ingresso laterale del goaf in giacimenti di carbone inclinati simili.