切顶卸压自成巷覆岩运动红外辐射特征试验研究

作者：王炯; 高韧; 于光远; 宫伟力; 朱道勇

来源：煤炭学报, 2020, S1: 119-127.

DOI：10.13225/j.cnki.jccs.2019.1749

• 切顶卸压
• 覆岩运动
• 红外辐射
• 相似模拟

以店坪煤矿5-200工作面为背景开展物理模拟试验,通过沿煤层走向逐步开挖模拟切顶卸压自成巷覆岩运动全过程。采用石膏粉、细河沙、重晶石粉等相似材料构造砂质泥岩、中砂岩、石灰岩以及煤岩4种岩层;根据不同推进尺度沿煤层走向设计6种开挖步骤,用于观测有不同开挖阶段下的上覆岩层的垮落规律。采用红外热像仪和高精度散斑系统为主要观测手段,选取红外辐射温度、红外热像和岩层位移量为监测指标,重点研究覆岩运动过程红外辐射时空特征。结果表明,受切顶卸压影响,切缝侧与非切缝侧覆岩运动红外辐射特征不同,结合覆岩运动过程可分为4个阶段:(1)有限变形阶段,切缝侧与非切缝侧覆岩表面温度均呈现"上升→下降→上升→下降"的M形变化特点,红外热像无明显分异;(2)直接顶破断垮落阶段,两侧覆岩均呈现红外辐射温度突降特点,最大温度突降幅度为1.8℃,红外热像中垮落矸石上部出现低温带;(3)基本顶破断阶段,切缝侧红外辐射温度突增转缓降,红外热像呈现局部高温区与低温区共存特点,非切缝侧红外辐射温度突增转缓增,之后由稳定转突降,红外热像呈现低温带层叠分布特征;(4)覆岩趋稳阶段,切缝侧红外热像存在局部块状高温区,红外热像整体逐渐呈现"三带"分布特点。

• 单位
  建筑工程学院; 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室; 中国矿业大学（北京）