深井松软围岩煤巷采动增跨效应及防控技术

作     者：王方田 刘超 翟景辉 张洋 牛滕冲 WANG Fangtian;LIU Chao;ZHAI Jinghui;ZHANG Yang;NIU Tengchong

作者机构：中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室江苏徐州221116 河南省正龙煤业有限公司城郊煤矿河南永城476600 河南永锦能源有限公司云盖山煤矿二矿河南禹州452570 中赟国际工程有限公司河南郑州450001 

出 版 物：《采矿与岩层控制工程学报》 (Journal of Mining and Strata Control Engineering)

年 卷 期：2024年第6卷第1期

页      面：76-86页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金面上资助项目(51974297) 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2023ZDPY03) 中国矿业大学研究生创新计划资助项目(2023WLJCRCZL034) 

主　　题：深井 松软围岩 采动增跨效应 主控因素 协同防控 

摘      要：针对深井松软煤巷围岩变形严重、巷道支护困难等问题,以城郊煤矿LW21106工作面沿空巷道为工程背景,建立了采动巷道增跨模型,揭示了采动增跨效应演化机理。通过构建巷道顶板横纵弯曲梁模型,指出顶板横向受力、巷道等效跨度、煤岩强度是巷道围岩损伤破坏的主控因素,提出了采动增跨效应防控对策并进行工业性试验。研究结果表明:受采动影响,巷道经历“初始围岩稳定—围岩裂隙发育扩展—围岩剪切破坏加剧—等效跨度增加过程;巷道顶板最大正应力与应力集中系数、顶板等效跨度、巷道断面尺寸及埋深成正相关关系;巷道顶板在高应力环境下易发生拉剪破坏,增加顶板锚索数量以及锚索预紧力有利于增强顶板初期完整性。基于巷道变形破坏主控因素,提出“围岩加固–卸压–强化支护协同防控策略;针对现场条件,采用煤柱侧向切顶+注浆加固并对破碎区域补充锚索强化支护的防控技术。现场监测结果表明,煤柱帮最大移近量为18.89cm,顶板下沉量为25.86cm,两帮移近量为29.65 cm,有效控制了煤巷围岩变形,为深井松软围岩巷道变形控制提供了参考。