为解决深部含夹矸煤巷帮部大变形失稳问题,以兴隆庄煤矿10304工作面轨道巷为工程背景,综合采用现场实测、数值模拟和理论分析等方法,研究了含夹矸煤巷帮部失稳机理与强化支护技术。结果表明:含夹矸煤巷帮部失稳特征为煤体沿煤-矸界面向巷道内臌出,导致该部分煤体内的锚杆失效和破断,弱化了煤体的强度与结构完整性,进而导致巷道整体稳定性降低。控制煤-矸界面的层间剪切滑移是维护巷道稳定的关键,倾斜锚杆/索、高强锚杆/索、注浆锚杆/索、增加表面支护以及增大预紧力等强化支护技术可实现对含夹矸煤巷帮部的有效控制。现场实测效果表明,强化支护方案有效地控制了煤-矸界面剪切滑移,巷道整体变形量较小,支护体系完整可靠。
1 工程背景
1.1 工程地质条件
1.2 原巷道支护方案
2 巷道变形破坏特征及机理分析
2.1 巷道围岩变形破坏特征现场实测
2.2 巷道变形破坏特征数值模拟
2.3 巷道变形破坏机理分析
3 含夹矸煤巷帮部强化支护技术
3.1 含夹矸煤巷帮部强化支护机理
3.2 含夹矸煤巷帮部强化支护技术验证
(1)倾斜锚杆/索强化支护
(2)高强锚杆/索强化支护
(3)注浆锚杆/索强化支护
(4)钢带、胶带护表强化支护
(5)高预紧力强化支护
4 强化支护方案与应用效果分析
4.1 含夹矸煤巷帮部强化支护方案
4.2 强化支护效果数值模拟
4.3 强化支护效果现场实测
5 结论
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会