切顶沿空留巷充填体—矸石协同承载机理及控制技术研究

作     者：徐军 孟宁康 柏建彪 XU Jun;MENG Ningkang;BAI Jianbiao

作者机构：扬州工业职业技术学院江苏扬州225127 中国矿业大学矿业工程学院煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221116 

出 版 物：《矿业安全与环保》 (Mining Safety & Environmental Protection)

年 卷 期：2024年第51卷第1期

页      面：140-146页

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

基　　金：国家自然科学基金联合基金重点项目(U21A20107) 

主　　题：深部矿井 沿空留巷 顶板预裂 应力转移 协同承载 影响特征 

摘      要：针对深部沿空留巷顶底板移近量大、充填体大变形破坏失稳等问题,采用数值模拟和现场实践相结合的方法,分析了传统沿空留巷和切顶卸压协同承载沿空留巷围岩应力演化规律和变形特征,揭示了切顶沿空留巷充填体—矸石协同承载机理。在此基础上,以朱庄煤矿Ⅲ635工作面沿空留巷为工程背景,提出了一种巷旁充填体—矸石组合结构体协同承载的切顶卸压沿空留巷技术,建立充填体—矸石协同支撑顶板力学模型、推导出顶板挠度方程,并进行工程应用。数值模拟结果表明:采用切顶卸压协同承载沿空留巷技术后,实体煤帮和充填体的垂直应力峰值分别降低了28.3%、44.4%,巷道顶底板移近量降低了58.2%。现场应用结果表明:采用该技术后,顶底板和两帮移近量分别为382.9、253.6 mm,工作面支架平均支撑力下降了45.3%,有效控制了巷道变形。可为类似条件下沿空留巷围岩控制提供参考。