贵州大学矿业学院中国矿业大学(北京)煤炭行业巷道支护与灾害防治工程研究中心贵州大学喀斯特地区优势矿产资源高效利用国家地方联合工程实验室贵州大学贵州省复杂地质矿山开采安全技术工程中心
倾斜煤层沿空半煤岩巷由于围岩结构的非对称性和非均质性,受采掘扰动影响,巷道围岩呈现更严重的变形破坏。为揭示不同基本顶断裂形式对倾斜煤层沿空半煤岩巷围岩稳定性的影响规律,采用数值模拟方法针对该类巷道4种基本顶断裂形式下巷道围岩变形特征进行了研究。结果表明:基本顶断裂线位置对该类巷道围岩稳定性的影响程度由小到大依次为:采空区侧、煤柱上方、实体煤侧、巷道上方;基本顶断裂线位于采空区侧时,煤柱轴向、横向应力增速均小于其他情况,垂直位移也最小,煤柱变形在允许范围内,可保持后期对顶板的支承能力,对巷道维护最有利。在此基础上,以贵州某矿1511工作面回风巷为工程背景进行了工业试验,通过理论计算和现场钻孔探测综合分析得出,为避免基本顶断裂线位于煤柱上方靠巷道侧,下一步掘进时煤柱宽度应由3 m改为5 m。掘采期间断面检测结果显示,断面最大收缩率为23.3%,最大非对称变形率为5.2%,巷道整体均匀协调变形,进一步验证了研究成果的可靠性。
1 倾斜煤层沿空半煤岩巷基本顶断裂形式
2 不同基本顶断裂形式下倾斜煤层沿空半煤岩巷围岩稳定性
2.1 煤岩层力学参数取值
2.2 模拟方案
2.3 数值模拟结果分析
2.4 煤柱稳定性及综合分析
3 工程应用
3.1 工程背景
3.2 基本顶断裂线位置理论计算
3.3 基本顶断裂位置实测
3.4 现场应用效果
4 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