三软煤层沿空留巷顶板结构模型及合理支护研究

作者

蔚保宁黄庆享赵萌烨黄克军
单位

西安科技大学能源学院陕西煤业化工技术研究院有限责任公司陕西陕煤韩城矿业有限公司
摘要

为了揭示三软煤层沿空留巷围岩变形机理，探索适用于三软煤层巷道围岩控制的新技术，通过切顶沿空留巷物理相似模拟实验，研究了不切顶普通支护、切顶高强支护和切顶普通支护3种条件下顶板岩层断裂演化过程，构建了三软煤层切顶留巷顶板结构力学模型，给出了支护阻力计算方法，在韩城矿区象山煤矿进行了现场工业性试验验证。研究表明：切顶技术切断了顶板的应力传递，巷内采用高强支护，使顶板形成稳定的“短悬臂-砌体梁”结构。现场监测结果显示，不切顶普通支护的留巷顶底板平均移近量1 000～1 200 mm，两帮平均移近量600～700 mm；切顶高强单体支护的留巷顶底板平均移近量200～300 mm，两帮平均移近量200～300 mm；切顶组合式支架支护的留巷顶底板平均移近量50～100 mm，两帮平均移近量100～200 mm。组合式支架高强支护能够较好地控制三软煤层沿空切顶留巷围岩变形，可实现留巷二次复用无返修。
关键词

三软煤层沿空留巷短悬臂-砌体梁高强支护
文章目录

0前言
1 工程概况
2 顶板破断形态及结构特征
2.1 物理相似模拟模型构建
2.2 覆岩运移规律分析
(1）方案1不切顶普通支护沿空留巷
(2）方案2切顶高强单体支护沿空留巷
(3）方案3切顶普通支护沿空留巷
3 顶板结构力学模型分析
3.1 顶板结构力学模型
(1）基本顶作用力
(2）软弱岩层作用力
(3）短悬臂梁所受应力
3.2 象山矿支护阻力验算
4 切顶留巷支护技术
4.1 高阻力单体液压支柱支护技术
4.2 组合式液压支架支护技术
4.3 留巷效果分析
5 结语
DOI

10.13301/j.cnki.ct.2024.07.023
引用格式

[1]蔚保宁,黄庆享,赵萌烨,等.三软煤层沿空留巷顶板结构模型及合理支护研究[J].煤炭技术,2024,43(07):115-120.
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