单轨吊巷道顶板深梁支护结构的构建及应用

谢生荣^1,2，郜明明¹，陈冬冬¹，苏海³，兰世忠¹

1. 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院2. 中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室3. 山西潞安集团余吾煤业有限责任公司

摘 要：针对单轨吊作用下区段平巷顶板控制难题,提出将巷道顶板视为深梁进行稳定性分析,并采用密集布置的高预应力锚索和强力锚杆支护系统构建顶板锚固复合深梁承载结构。采用FALC3D数值模拟软件研究了余吾矿S1203回风巷实际支护参数条件下的顶板预应力场分布特征,揭示了单轨吊巷道顶板的成梁机制,得出S1203回风巷顶板深梁厚度为6 m。通过对S1203回风巷顶板进行受力分析,建立了单轨吊作用下巷道顶板锚固复合深梁承载结构的力学模型,根据应力叠加准则,推导出深梁内部最大剪应力分布表达式,据此结合Matlab数值分析软件得出顶板深梁最大剪应力分布随单轨吊载荷变化的响应规律,阐明了单轨吊作用下巷道顶板的稳定性控制机理。根据S1203回风巷的矿压观测结果,单轨吊作用前后巷道顶板均未出现离层现象,顶板最大下沉量及两帮收敛量不变,分别为72,48 mm,表明巷道顶板深梁支护结构的构建有效实现了单轨吊作用下巷道顶板的控制。

关键词：单轨吊;密集锚索布置;支护结构构建;深梁;最大剪应力分布;顶板稳定性控制;