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作者
杨鸿智鞠文君王东攀苏超
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单位
煤炭科学研究总院开采研究分院中煤科工开采研究院有限公司
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摘要
为了解决厚煤层大断面沿空留巷矿压显现强烈、维护困难、复用前修巷工程量大等问题,以晋城矿区唐安煤矿沿空留巷为工程背景,通过井下观测、理论分析和工程试验,分析综放沿空留巷围岩变形破坏特征和整体变形模式,提出针对性的围岩变形控制对策并在现场实施和验证。研究表明:综放沿空留巷变形主要表现为顶煤切顶下沉、巷旁支护劈裂歪斜、煤帮挤出和底鼓,不同位置围岩变形破坏呈现整体关联性;围岩变形整体呈现“错动”模式,对沿空留巷整体结构变形起控制作用的主要是回采空间顶板回转和向外侧移,以及底板在水平应力作用下向巷内挠曲,在顶、底、煤帮、巷旁支护综合作用下,形成趋向采空区的“错动”变形形态。基于留巷“错动”变形特征,提出沿空留巷围岩变形控制对策:巷旁混凝土墙支护采用薄墙体、高强度、预设迎山角的形式,巷内顶、帮补强支护,留巷“切顶控制”补强支护,超前工作面顶板区域水力预裂卸压。新技术方案现场试验和监测表明,回采后采空区顶板及时断裂,留巷应力环境明显改善,巷旁支护墙体完整,留巷围岩变形控制效果显著。
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关键词
综放沿空留巷围岩破坏支护卸压变形控制
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基金项目(Foundation)
中煤科工集团开采研究院科技创新基金项目(KCYJY-2022-MS-01);
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文章目录
1 唐安煤矿沿空留巷变形破坏分析
1.1 试验工作面基本条件
1.2 留巷围岩变形破坏特征
2 综放沿空留巷“错动”变形破坏机制
2.1 留巷顶板分层断裂垮落特征
2.2 顶煤破坏及应力传递
2.3 巷旁支护体受力与破坏
2.4 底板受力与结构破坏
2.5 煤帮塑性破坏与挤出
2.6 综放工作面沿空留巷“错动”变形模式
3 沿空留巷错动变形破坏控制
3.1 钢筋薄混凝土墙巷旁支护
3.2 超前锚索“顶-帮”补强支护
3.3 滞后“切顶控制”补强支护
3.4 超前水平定向长钻孔“压裂-射流”卸压
4 工程应用效果
5 结 论
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引用格式
杨鸿智,鞠文君,王东攀,苏超.综放工作面沿空留巷“错动”变形破坏机制及其控制[J].采矿与安全工程学报,2023,40(02):224-231.DOI:10.13545/j.cnki.jmse.2022.0561.