高水材料充填沿空留巷应力控制与围岩强化机理及应用
柏建彪1
张自政2
王襄禹3
徐营3
闫帅3
徐军4
1.中国矿业大学 煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏 徐州 221116;新疆工程学院 矿业工程与地质学院,内蒙古 乌鲁木齐 8300232.湖南科技大学 南方煤矿瓦斯与顶板灾害预防控制安全生产重点实验室,湖南 湘潭 4112013.中国矿业大学 矿业工程学院,江苏 徐州 2211164.扬州工业职业技术学院,江苏 扬州 225127
摘要：高水材料被广泛应用于不同条件下的薄及中厚煤层沿空留巷、部分条件较好的厚煤层沿空留巷,形成了丰富的高水材料充填沿空留巷围岩控制实践.基于高水材料充填沿空留巷理论研究和现场实践,以应力控制与围岩强化为主线,分析了充填留巷围岩在巷道掘进、工作面超前采动影响、留巷围岩调整稳定和邻近工作面复用4个阶段的应力与变形特征,提出了"基本顶二次破断"的覆岩顶板运动特征.以青龙同昌煤矿15102工作面沿空留巷为背景,数值模拟研究了留巷过程中围岩应力和塑性区分布特征,揭示了充填留巷覆岩基本顶的旋转下沉是留巷巷道所受外力的主要来源;在此基础上,提出了充填留巷围岩控制的关键区域,根据高水材料固结体的较强塑性变形特性,提出了高水材料充填沿空留巷围岩分时分区强化机理,确定了合理的高水材料充填体支护阻力计算式、留巷顶板离层计算式和实体煤帮的支护强度计算式,给出了高水材料充填沿空留巷围岩控制关键参数设计方法,关键参数包括充填体支护阻力(充填体宽度和强度)、顶板支护强度(巷内支护和临时支护)、实体煤帮支护强度.介绍了山西高平青龙同昌煤业15号煤层和赵庄煤业9号煤层高水充填沿空留巷围岩控制2个应用实例,留巷围岩变形控制效果良好.最后,提出了高水充填沿空留巷围岩控制技术的发展方向.
关键词：沿空留巷高水材料应力控制围岩强化支护阻力
分类号：TD353(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(U21A20107)国家自然科学基金(52074239)国家重点研发计划(2020YFB1314200)
论文发表日期：2022-06-25
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：13( 16-28 )
英文信息