厚煤层大断面托顶煤巷道围岩稳定控制研究

作者

白志云徐青云王爱国赵涛
单位

山西大同大学煤炭工程学院晋能控股山西科学技术研究院有限公司晋能控股煤业集团太原煤气化龙泉能源发展有限公司
摘要

为解决龙泉煤矿4#煤层大断面托顶煤巷道稳定性问题，以龙泉煤矿4203工作面回风巷为研究对象，采用理论分析、数值模拟及现场实测相结合的方法对巷道稳定性进行研究；首先建立了巷道岩层稳定性力学分析模型，并推导了顶煤破碎位置计算公式，确定了影响顶煤破坏的主要因素；其次采用UDEC-Trigon模型对不同顶煤厚度下巷道的应力、塑性区及围岩位移量进行了分析。结果表明：巷道顶板发生剪切破坏与岩石内摩擦角及岩块（面）之间的摩擦角有关，且破坏位置在巷道两帮肩角位置。通过对比不同顶煤厚度下支护方案的支护效果，提出了4203工作面回风巷高预应力、高强度锚杆索及时支护巷道的围岩综合控制技术；优化后的支护方案在现场进行了应用，实测得出顶底板最大变形量为104 mm，两帮最大变形量为86 mm，实施效果得到明显提升。
关键词

厚煤层大断面围岩控制数值模拟托顶煤巷道
基金项目(Foundation)

国家重点研发计划资助项目（2018YFC0604506）；国家自然科学基金面上资助项目（51974290）；山西大同大学2020年研究生教育创新资助项目（20CX18）
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