坚硬顶板切顶成巷挡矸结构变形与破坏机理研究

作     者：贾东秀 赵军 樊丽君 张勇 陈绪刚 刘玉越 JIA Dongxiu;ZHAO Jun;FAN Lijun;ZHANG Yong;CHEN Xugang;LIU Yuyue

作者机构：山东省邱集煤矿有限公司山东德州251102 山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室山东青岛266590 

出 版 物：《煤矿安全》 (Safety in Coal Mines)

年 卷 期：2024年第55卷第3期

页      面：166-174页

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

基　　金：国家自然科学基金资助项目(41772299) 

主　　题：切顶卸压 切顶成巷 坚硬顶板 挡矸支护 矸石帮控制 联合支护 

摘      要：针对坚硬顶板切顶成巷过程中挡矸结构易弯曲、偏移问题,以邱集煤矿11煤1105工作面运输巷为研究对象,构建全过程挡矸结构力学模型,并结合ABAQUS数值模拟软件分别模拟了受矸石冲击、挤压时挡矸结构受力变形情况。研究结果表明:坚硬顶板垮落矸石冲压特征明显,易导致挡矸结构横向弯曲,尤其是挡矸结构中工字钢上部变形严重,通过对工字钢顶端施加横向约束力,可有效减小工字钢变形;受矸石挤压作用,金属网发生网兜变形,并对相邻工字钢产生较大的拉应力,易造成整体失稳;工字钢间距800 mm时钢筋网变形量降低明显。提出1种新型挡矸支护方案,经现场实施监测,新方案下矸石帮变形减小了约49%,满足生产安全需要。