强冲击载荷下巷道围岩变形破坏特征及控制技术
吴拥政
付玉凯
何思锋
李军臣
焦建康
中煤科工开采研究院有限公司,北京 100013;天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京 100013;煤炭科学研究总院开采研究分院,北京 100013
摘要：针对冲击地压巷道围岩及支护结构变形破坏难题,采用数值计算、现场实测、现场试验等研究方法,分析了强冲击载荷下巷道围岩及支护结构变形破坏特征,研究了冲击载荷、采动应力等对巷道围岩和支护结构动态力学响应的影响,开发了抗冲击支护材料,提出了支护-卸压联合控制技术,并选择典型冲击地压矿井进行了应用.研究结果表明:巷道顶板发生冲击时,巷道顶板、两帮和底板质点最大振速分别为 1.41、0.63、0.25 m/s,迎波侧巷表围岩受冲击影响最大,侧向次之,背波侧最小.在采动应力与冲击载荷叠加作用下巷道破坏范围更大,塑性区面积达到原岩应力时的 2.1倍.随着冲击能量的增加,巷道变形量和质点振动速度峰值均急剧增大,且锚杆(索)受力也出现明显波动.爆破卸压对巷帮锚杆锚固力影响不大,而对锚索锚固力有明显影响,锚索锚固力平均降低26.7%.高冲击韧性锚杆屈服强度 800 MPa,断后伸长率 20%,冲击吸收功 150 J;高延伸率锚索最大力延伸率 8%,抗拉强度 1 770 MPa.联合控制技术在宽沟煤矿进行了现场应用,巷帮锚杆受力53～84 kN,顶板锚索受力 122～219 kN,锚杆(索)受力均处于安全允许范围之内,顶板浅部和深部未发生离层,在大能量微震事件作用下,支护系统也能保持稳定.
关键词：巷道支护冲击地压冲击载荷吸能支护区域卸压
分类号：TD353(矿山压力与支护)
论文发表日期：2024-09-25
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：12( 76-87 )
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