Resumen

Bajo la condición geológica de estrato de interacción de roca blanda y dura, la altura de daño de la sobrecarga puede proporcionar un apoyo cuantitativo para el diseño de las ubicaciones de los pozos de drenaje de gas en la zona de fractura de la minería de techo y la determinación de la zona de fractura hidráulica en la minería de costura de carbón. La estructura intercalada de roca de lodo y arenisca suprayacente en la zona minera de Lu'an, en Shanxi, es un estrato típico de interacción de roca blanda y dura. En vista de la falta de análisis de la mecánica de fractura de rocas blandas y el cálculo inadecuado de la altura de daño de la roca de sobrecarga causada por el coeficiente de abultamiento residual de roca constante que se utiliza regularmente en el análisis, en este trabajo, construimos un modelo de fractura de estratos blandos y duros dando un criterio de clasificación cuantitativa de rocas blandas y duras e introduciendo un criterio de fallo de fractura de estratos de roca blanda y la condición de restricción de espacio de la formación de roca rota-expansiva. Con el objetivo de mejorar la precisión del cálculo de la altura de daño de los estratos, presentamos un método de cálculo basado en el análisis de la mecánica de la fractura de los estratos blandos y duros, que podría delinear la extensión de la roca intacta en los estratos suprayacentes desde abajo hacia arriba para determinar la altura de daño de la roca de sobrecarga. Esta investigación tomó como ejemplo la mina de carbón de Yuwu, en la zona minera de Lu'an. Los resultados mostraron que (1) mediante el método de cálculo, la altura de daño de sobrecarga del frente de espeleología totalmente mecanizado N1102 en la mina de carbón de Yuwu era de 51,44 m, que era menor que el valor obtenido por un método de TV de perforación real, así como el resultado de la simulación numérica de 53,46 m, con una precisión de cálculo de alrededor del 96,22%, que es bastante alta para ambos. La precisión de cálculo del método propuesto fue superior a la de los tres métodos teóricos convencionales, y resolvió eficazmente la limitación del método de análisis de fracturas sin la inclusión de la capa de roca blanda en el diseño y el problema de distorsión debido a que el coeficiente de abultamiento residual se utilizó incorrectamente en la simulación. (2) No había fracturas notables en la zona de roca blanda rota, y todas las fracturas eran principalmente de ruptura de ángulo bajo; las fracturas en la capa de roca dura tenían rupturas obvias y grietas multiangulares, y la anchura media de fractura de la roca blanda era 2,8 mm menor que la de la roca dura. Los modos de fractura de la roca blanda y de la roca dura eran principalmente de rotura por tracción y de rotura por cizalladura por tracción, lo que verifica la corrección del modelo de mecánica de fractura de las capas de roca blanda y dura construido en este trabajo. (3) Se observa que la resistencia a la tracción de la roca en este método debe obtenerse a través de un experimento de mecánica de rocas en los estratos superpuestos en el área de estudio, y nuestro método propuesto fue aplicable a las condiciones de minería de la veta de carbón casi horizontal. La precisión de cálculo de este método cumple con los requisitos de error de ingeniería y puede aplicarse a la predicción de la altura de daño de la sobrecarga en la minería de vetas de carbón casi horizontales.

• Materias:Agua Carbón Residuos quí­micos Yacimientos minerales Ondas sísmicas Estudio de laboratorio
• Subjects:Water Coal Chemical waste Mineral deposits Seismic Waves Lab study
• Palabras claves:capa de roca dura, análisis de la mecánica de la fractura, estrato de interacción de la roca, zona minera de lu'an, roca dura, minería de vetas de carbón, precisión de los cálculos, mina de carbón de yuwu, altura de daño de la sobrecarga, estrato duro
• Keywords:hard rock layer, fracture mechanics analysis, rock interaction stratum, lu’an mining area, hard rock, coal seam mining, calculation accuracy, yuwu coal mine, overburden damage height, hard stratum