中国矿业大学 矿业工程学院中国矿业大学 煤炭资源与安全开采国家重点实验室河南大 有能源股份有限公司 常村煤矿陕西陕煤榆北煤业有限公司
随煤矿开采深度的增加,冲击地压呈逐渐加剧趋势,并成为煤矿最严重的动力灾害之 一。现实情况是,在巷道帮部施工的防冲钻孔、爆破、水压致裂等起到了卸压防冲的作用,但却破坏了巷道基本支护结构,使巷道严重变形破坏影响了工作面正常回采和安全生产。为探索深部冲击地压巷道稳定性控制技术,解决冲击地压巷道支护与卸压之间的矛盾,以义马矿区常村煤矿 21170 下巷为研究对象,依据冲击地压巷道的强弱强结构模型,采用理论分析、 数值模拟、现场试验相结合,分析了强弱强结构消波吸能特性以及内强小结构破坏能量准则和弱结构吸能效应。根据钻孔破碎区力学特征理论推导了多次反复致裂中间弱结构卸压区影 响因素,多次反复致裂半径与钻孔半径、初始应力、内摩擦角、弹性模量、降模量、峰值强 度和致裂半径修正系数有关。通过数值模拟分析了内强小结构内置钢管支撑护壁技术对巷道围岩的强度和支护体结构完整性控制效果以及周围煤岩体的应力、位移的破坏规律。研究了内强小结构主动支护强化技术,中间卸压防冲弱结构的内置套管反复掏裂致裂方法,并通过微震能量监测验证了弱结构防冲吸能效应。研究结果表明:内置钢管支撑护壁技术在保护内强小结构不受破坏的作用下可以多次进行弱结构致裂,既防内强小结构松动圈裂隙扩展,又 防止巷道支护层的整体失稳。工程实践表明:锚杆索主动支护+液压抬棚减跨强力支护+卸压 防冲弱结构组成的“内支-外卸”组合技术,微震监测显示震动能量减少了 50%,巷道两帮位 移和顶板下沉显著较小,有效维护了巷道围岩稳定性,保证了工作面顺利安全回采。研究成果可为类似冲击地压巷道防冲与支护提供借鉴。
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