Resumen

La explotación minera totalmente mecanizada del frente de carbón con una gran altura de corte se ve generalmente comprometida por el desastre del desconchado de las costillas en el frente de trabajo. Las medidas preventivas basadas en las condiciones de la veta de carbón sin alterar no proporcionan predicciones seguras, ya que las fracturas a gran escala en el frente de carbón blando aparecen con frecuencia antes de la excavación debido a las tensiones inducidas por la minería. Este trabajo investiga un estudio de caso del frente de trabajo de la mina Paner 11224 en la zona minera de Huainan, China, que presenta una capa protegida suprayacente en la explotación de la veta protectora. Para simular el proceso de fallo en dicha mina, elaboramos un modelo físico-mecánico simplificado de una pared de carbón que sufrió fallo por cizallamiento e inestabilidad por deslizamiento, de acuerdo con el criterio de la unidad de prisma triangular. Se utilizaron experimentos de simulación similares, cálculos teóricos y monitorización de pozos para analizar exhaustivamente la fractura y el movimiento de la sobrecarga tras la explotación de la veta protectora inferior. Se determinó la altura de desarrollo de tres zonas de sobrecarga y se obtuvieron las características de la capa de protección afectada por la minería. Los resultados muestran que el fallo está relacionado principalmente con la carga del techo, la cohesión del carbón, el ángulo de fricción interna, la inclinación de la veta de carbón y la fuerza de protección de la pared lateral. La clave para limitar el deslizamiento por fricción de un cuerpo de deslizamiento es reducir la carga del techo y aumentar el coeficiente de deslizamiento y la cohesión de la superficie débil de control principal (MCWS). Además, se utilizó un software de cálculo numérico tridimensional de desarrollo propio RFPA3D (Realistic Fracture Process 3D Analysis), que consideraba la heterogeneidad de la roca, para reproducir el proceso de fallo progresivo de un prisma triangular débil. Los resultados de la simulación numérica coincidieron con el patrón de fractura predicho por el modelo teórico, que describía con precisión los mecanismos de desprendimiento de las costillas en un frente de carbón blando con una gran altura de corte y una capa protectora.

• Materias:Algoritmos genéticos Geoquímica Análisis de suelos Agua Carbón
• Subjects:Genetic algorithms Geochemistry Soil testing Water Coal
• Palabras claves:gran altura de corte, frente de carbón blando, frente de trabajo, carga del techo, capa protegida, software de cálculo numérico, inclinación del filón de carbón, ángulo de fricción interna, resultados de la simulación numérica, filón protector inferior
• Keywords:large cutting height, soft coal face, working face, roof load, protected layer, numerical calculation software, coal seam inclination, internal friction angle, numerical simulation results, lower protective seam