软弱再生顶板巷道围岩失稳机理及其控制原理与技术
王平1
冯涛2
蒋运良3
刘海3
李立新3
余伟健2
朱永建2
鲁义4
1.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411201;河南理工大学深井瓦斯抽采与围岩控制技术国家地方联合工程实验室,河南焦作454000;湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭411201;广西百色百矿集团有限责任公司,广西百色5330002.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411201;湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭4112013.广西百色百矿集团有限责任公司,广西百色,5330004.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411201;湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭411201;广西百色百矿集团有限责任公司,广西百色533000
摘要：针对软弱再生顶板巷道围岩大变形问题,结合现场调研、室内试验、理论分析等手段研究了软弱再生顶板围岩失稳机理,并提出了针对该类围岩的控制原理、支护原则和支护技术.研究表明:软弱再生顶板具有自稳平衡拱结构,但极其不稳定.在扰动作用下快速松散、破碎,表现出局部到整体的连锁失稳特征.基于再生顶板围岩条件提出再生顶板“抛物线-半双曲线”扩展力学模型,即再生顶板平衡拱边界在纵向上以“抛物线”形式向上扩展,横向上以“半双曲线”形式延伸.巷道底臌使得两帮整体下沉或两帮肩角处破坏造成再生顶板自稳平衡拱结构不断地向围岩深部转移.根据该模型计算发现,此时棚架上的载荷增加更快.再生顶板松散范围的非线性增加使得棚架上的荷载急剧增加,围岩变形量增大,最终导致巷道整体失稳.因此,提出了“护底→固帮→控顶”的软弱再生顶板围岩控制基本原理.结合州景煤矿再生顶板巷道实际情况,通过疏干排水防止底臌、改善棚架结构加强帮、顶支撑,形成了“强化整体约束、优化棚架结构和架间协同控制”的支护原则,具体形成了“双层金属网+预支撑囧型棚架+可缩性纵向连接器”的组合支护技术,经工程试验表明该支护技术可有效控制软弱再生顶板巷道围岩初期的稳定,后期回采时建议采用“三支一体”支护体系进行加强支护,控制再生顶板围岩回采期间的稳定.
关键词：再生顶板破坏机理围岩控制组合支护
分类号：TD322(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51804114)国家自然科学基金(51774130)国家地方联合工程实验室开放基金(SJF201806)
论文发表日期：2019-01-01
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）
页数：13( 2953-2965 )
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