薄煤层N00工法巷道顶板控制机理及分区补偿支护技术

作     者：杨军 刘奔 王亚军 张俊 侯世林 王育坤 吴星 李宏财 YANG Jun;LIU Ben;WANG Ya-jun;ZHANG Jun;HOU Shi-lin;WANG Yu-kun;WU Xing;LI Hong-cai

作者机构：State Key Laboratory for Geomechanics&Deep Underground EngineeringChina University of Mining&TechnologyBeijing 100083China School of Civil and Resources EngineeringUniversity of Science and Technology BeijingBeijing 100083China Shenmu Ningtiaota Coal Mining Company Ltd.Shaanxi Coal Mining GroupYulin 719300China 

出 版 物：《Journal of Central South University》 (中南大学学报（英文版）)

年 卷 期：2024年第31卷第2期

页      面：602-620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] 0806[工学-冶金工程] 

基　　金：Projects(52074298,51904207)supported by the National Natural Science Foundation of China Project(8232056)supported by the Natural Science Foundation of Beijing Municipality,China Project(2022XDHZ12)supported by the Liulin Energy and Environment Academician Workstation,China Project(3008J)supported by the Science and Technology Programs in Guizhou Province,China。 

主　　题：N00工法 沿空留巷 上限法 支护设计 数值模拟 

摘      要：薄煤层N00工法的提出,革新了传统的煤矿开采模式、关键技术与装备系统,并取得了成功应用。而新开采模式下的巷道围岩控制技术尚不完善,为实现薄煤层N00工法巷道顶板结构的安全稳定,考虑其工艺流程和顶板变形特点,将巷道划分为超前硐室、垮落成巷两个阶段。并基于Hoek-Brown非线性岩体强度破坏准则,确定了巷道顶板不同阶段的锚杆/索预紧力的计算公式,提出了巷道顶板锚杆/索预紧力及长度设计方法。此外,结合数值模拟研究了不同阶段巷道顶板锚杆/索支护作用机理及不同锚杆/索支护组合对围岩应力分布的影响,揭示了锚杆/索支护关键参数对顶板稳定性的影响机制。最后,综合理论与数值模拟分析结果,提出了分区补偿支护技术,确定了锚杆/索预紧力、长度及选材的设计原则,该技术在现场取得了良好的应用效果。