坚硬顶板下沿空掘巷煤柱宽度及稳定控制研究
陈云
中煤天津设计工程有限责任公司,天津 300120;中煤(天津)地下工程智能研究院有限公司,天津 300120
摘要：坚硬顶板下沿空掘巷围岩大变形控制是目前煤炭地下安全高效开采的技术难题.目前针对厚硬顶板下沿空掘巷煤柱宽度确定及围岩稳定控制的研究未能充分探讨煤柱稳定性影响因素,尤其忽略了基本顶关键块B回转变形压力的传递效应.针对该问题,以利民煤矿90302工作面运输巷为工程背景,建立了厚硬顶板下煤柱宽度力学模型,推导得出煤柱合理宽度为6.93 m,考虑工程地质条件及施工因素,确定90302运输巷沿空掘巷煤柱宽度为7 m.分析了基本顶关键块B长度,直接顶稳定系数、厚度、回转角度等对煤柱稳定性的影响规律:煤柱稳定性系数随基本顶关键块B长度的增大而减小,随直接顶稳定性系数及其厚度的增大而增大,随煤层内摩擦角和黏聚力的增大而增大.建立UDEC数值计算模型,进一步分析基本顶关键块B长度对7 m煤柱变形、裂隙损伤程度及巷道破坏特征的影响规律:当基本顶关键块B长度为16 m时,90302运输巷两帮及顶板近似呈现对称变形,两帮无明显裂隙产生,围岩稳定程度高.为确保90302运输巷围岩稳定及安全使用,对基本顶关键块B采空区侧悬顶采取水压致裂切顶卸压控制技术,实际应用结果表明:巷道掘进完成28 d后围岩变形趋于稳定,回采期间顶底板移近量最大值为148 mm,两帮收敛量最大值为196mm,确保了工作面安全高效回采.
关键词：小煤柱沿空掘巷坚硬顶板煤柱宽度围岩稳定控制水压致裂切顶卸压基本顶关键块
分类号：TD353(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52174132)
论文发表日期：2025-05-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 23-31,40 )
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