摘要:在非對稱開采條件下,工作面受上覆巖層自重應力、超前支承應力、采空區側向支承應力和回風巷煤柱應力等“多向應力”疊加影響,使得工作面應力呈“非對稱”性。為研究非對稱開采條件下工作面“多向應力”變化特征,基于微震監測、應力在線監測和理論計算,對母杜柴登煤礦30202工作面回采過程中所形成的非對稱開采條件下的應力變化進行分析;并基于工作面所受應力條件和圍巖體結構條件,分析了“多向應力”疊加顯現機理。結果表明:30202工作面回采期間,煤柱支承應力沿走向分為應力升高區、應力明顯降低區、應力緩慢降低區和應力穩定區,其應力峰值主要集中在工作面前方40 m左右,應力集中系數平均為1.61;在非對稱開采階段,在走向方向工作面超前支承應力影響范圍較回采初期增加了100 m左右;在不考慮垂直應力影響的情況下,相鄰工作面采空區的側向應力對30202工作面傾向方向的影響范圍為44 m,應力最大值為56.1 MPa。在“多向應力”耦合作用下工作面在回采過程中產生能量集聚,并在采動擾動下發生能量釋放,滿足了大能量事件發生的基本應力條件;同時在擾動條件下采空區發生高位頂板錯動,以及圍巖支護薄弱為大能量事件的發生提供了圍巖結構條件。研究結果可為工作面非對稱開采條件下采場礦壓顯現規律研究、頂板控制和巷道支護設計提供指導。
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