工作面顺序接续下综放沿空掘巷窄煤柱稳定性控制
张洪伟1
万志军2
张源2
滕腾1
陈宇龙1
魏泽捷2
1.中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 1000832.中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室,江苏徐州 221116;中国矿业大学矿业工程学院,江苏徐州 221116
摘要：为解决窄煤柱沿空侧因支护失效导致的侧向约束弱化问题,提出了基于上区段端头垮落煤岩体注浆充填/加固的窄煤柱稳定性控制方法.通过施工穿透煤柱的钻孔,窥视了山东济宁鲍店煤矿6302综放工作面窄煤柱沿空侧煤岩体垮落堆积状态,直接摄像观测了工作面端头区煤岩体垮落堆积过程,分析了巷旁注浆加固的可行性.根据注浆加固前后煤柱的受力环境,建立了窄煤柱双面侧限(注浆前)及三面侧限(注浆后)的力学模型,并开展了窄煤柱承载力恢复实验,揭示了其承载力恢复机制.研究结果表明:①由于工作面端头不放煤或少放煤,窄煤柱沿空侧基本被上区段端头垮落的煤岩体及巷道坠落的破碎顶煤充填严实,以垮落煤岩体为骨料进行注浆充填具备可行性.②可以通过双面侧限转三面侧限的方式模拟巷旁注浆充填条件下的窄煤柱承载力恢复效果.在煤柱压缩过程中,注浆加固体与煤柱表面需要一定的着力时间才能紧密接触;紧密接触后,在充填体的侧向约束下,煤柱整体承载力稳步提高.③在双面侧限轴向压缩条件下,窄煤柱表现出"人"字形剪切破坏;注浆加固后,煤柱由原来对称的"人"字形剪切破坏转变为向自由面扩容的破坏形式,煤柱趋于稳定.④对垮落煤岩体注浆后,理想条件下可使煤柱残余承载能力提高30％左右.现场工程显示,侧向注浆加固后的窄煤柱整体比较完整,得到了有效的控制,虽然窄煤柱裂隙比较发育,但是由于巷旁充填体同时具备堵漏风的作用,在开采过程中并未发现采空区发火等现象.
关键词：窄煤柱端头区垮落特征注浆加固综放开采
分类号：TD353(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51674242)
论文发表日期：2021-04-28
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：9( 1211-1219 )
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