坚硬顶板动压巷道远近应力场演化规律及调控技术
何杰1
程蓬1
吴乐1
范军平2
1.煤炭科学研究总院开采研究分院,北京 100013;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;煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室,北京 1000132.华阳新材料科技集团有限公司智能矿山事业部,山西 阳泉 045000
摘要：针对坚硬顶板强动压巷道围岩变形破坏难控制的问题,以寺家庄 15119回风巷为工程背景,采用理论分析、现场实测、数值模拟与工业试验的综合研究方法,研究了坚硬顶板回采巷道远近应力场演化规律及调控技术.研究表明:15119回风巷在留设 25m煤柱时由于坚硬顶板难垮落造成远场应力集中,且在演化过程中加剧了巷道围岩近场应力环境恶化,这是致使该类巷道围岩变形破坏的问题所在.巷道围岩远近应力场存在紧密的相互作用关系,远场的应力能够引起近场应力范围和大小的变化,从而对巷道围岩的变形与破坏时效及范围产生影响.基于此,提出了巷道围岩的远场与近场应力场调控原理,即在通过工程干预手段有效地调控远近应力场的分布、传导途径及其相互作用,以此实现围岩应力环境的优化和巷道稳定性的增强.依据该原理,提出了"无煤柱留墙掘巷+切顶卸压+强力支护"远近应力场调控技术方案,新方案先调整15119回风巷至邻近15117工作面1.5 m处的低应力区,然后在 15117进风巷顶板水压裂预制裂缝卸压调控远场应力分布与传播途径,最后强化 15119回风巷围岩支护,优化近场应力环境.工业性试验表明:新方案能够有效减弱远场应力对近场应力的叠加作用,新方案中压裂对应的 15119回风巷顶底板移近量最大 460 mm,两帮收缩量最大为 430 mm,断面收缩率降低了 26.1%.巷道围岩远近场应力调控方案取得了良好的控制效果,可为类似巷道提供理论依据与技术参考.
关键词：坚硬顶板采动巷道远近应力场无煤柱水力致裂卸压-支护
分类号：TD353(矿山压力与支护)TD322(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52174080)天地科技股份有限公司科技创新创业重点资助项目(2022-2-TD-ZD016)
论文发表日期：2024-12-25
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：11( 1-11 )
英文信息