沿空留巷底板变形力学分析及底臌防控
华心祝1
李迎富2
1.安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室,安徽淮南,2320012.安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室,安徽淮南232001;安徽理工大学矿业工程博士后流动站,安徽淮南232001
摘要：上覆岩层垮落产生的动载荷通过巷帮煤体、巷内支护体以及巷旁支护体传递给底板,造成工作面后方一段距离的沿空留巷底臌变形加剧.为了控制上覆岩层垮落引起的底臌变形,在分析沿空留巷力学环境的基础上,建立底板力学模型,计算出沿空留巷煤帮弹性压缩区、塑性区、破裂区的宽度,以及煤帮对底板的作用力.应用关键层理论,确定顶板硬岩层位置及其破断顺序,以及垮断极限层的层位;采用顶板载荷条带分割法,计算出巷旁支护体对底板的作用力,并引入等效载荷的概念,构建底板等效载荷分布力学模型,将沿空留巷底臌与上覆岩层垮落紧密联系起来,分析上覆岩层垮落对底板的受力及变形影响,推导出底臌变形计算式.研究结果表明:上覆岩层垮落引起的底臌主要是由于塑性区煤体和巷旁支护体下方底板岩层高应力压剪破坏,以及巷道底板和采空区底板在强卸荷条件的拉伸破坏共同影响造成的.基于此,提出了降低塑性区煤体和巷旁支护体传递给底板的作用力,提高采空区冒落矸石对底板的作用力,防止巷道底板岩层拉伸破坏,巷旁支护体宽度、刚度与底板岩层强度相匹配等底臌防控措施,并应用于工程实践.
关键词：沿空留巷底板变形垮断极限层顶板载荷条带分割法底臌防控措施
分类号：TD322(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51274010)国家自然科学基金(51574005)中国博士后科学基金(2013M541813)
论文发表日期：2016-01-01
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）
英文信息