厚煤层巷旁充填沿空留巷切顶卸压机制与防控技术
赵善坤1
申付新2
贺光会3
李浩男1
蒋军军1
高海南1
赵志军3
周志斌1
田宇飞1
1.煤炭科学技术研究院有限公司,北京 100013;煤矿灾害防控全国重点实验室,北京 1000132.中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院,北京 1000833.晋能控股装备制造集团有限公司,山西 晋城 048026
摘要：针对厚煤层充填沿空留巷围岩大变形与稳定性控制难度大等问题,以某矿N3-13工作面为工程背景,综合运用理论分析、数值模拟以及现场试验的方法,揭示了厚煤层充填沿空留巷围岩变形特征及其控制难题,阐明了厚煤层"切顶+充填"沿空留巷的围岩结构演化与卸压机制,提出了合理切顶高度计算公式,并系统评估了不同切顶高度的应用效果.结果表明:厚煤层充填沿空留巷的关键技术难题在于采空区侧顶板外伸悬臂梁结构在覆岩动态载荷下的回转下沉,直接引发支护失效与围岩大变形;而"切顶+充填"协同控制机制通过定向预裂切顶主动切断外伸悬臂结构,实现采空区侧应力高效转移卸压;同时,巷旁充填体对切顶短壁梁结构提供持续性支撑,有效抑制围岩变形;二者协同促使围岩应力状态由临界转变为稳定.合理切顶高度作为控制巷道围岩稳定性的关键参数,其增加驱动实体煤帮应力峰值由"单峰"向"双峰"分布转变,显著降低围岩受力水平,并将应力集中区向煤岩体深部迁移达 222.38%.经现场试验验证,预裂切顶高度增加可显著降低巷旁充填体荷载及围岩变形量,覆岩运动影响周期同步缩短."切顶+充填"协同作用机制及合理切顶高度确定方法,为厚煤层沿空留巷围岩稳定性控制提供了技术途径.
关键词：厚煤层切顶充填沿空留巷卸压机制切顶高度
分类号：TD324(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52474230)国家重点研发计划(2024YFC2909504)天地科技创新创业资金专项重点资助项目(2024-TD-ZD010-01)
论文发表日期：2025-08-31
在线出版日期：2025-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 102-114 )
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