沿空巷道顶板结构演化过程及围岩控制技术研究

来源期刊：煤炭科学技术2019年第12期

论文作者：张博 田素川

文章页码：68 - 75

关键词：沿空巷道;厚层坚硬顶板;二次采动;应力优化;

摘    要：为解决二次采动影响条件下厚层坚硬顶板沿空巷道的围岩控制的问题,运用理论分析、数值模拟及现场实践相结合的方法,对二次采动过程中沿空巷道顶板结构的演化过程及控制技术进行了研究。研究结果表明:①二次采动时煤柱两侧均形成三铰拱结构,但二次采动压力影响叠加导致煤柱上方基本顶破断岩块的上工作面一侧向下旋转,压缩煤柱,致使巷道围岩应力环境恶化;②力学分析结果表明煤柱所受的压力与上方基本顶的长度及所承受的载荷呈线性关系,基本顶侧向悬露长度过大及二次采动时超前段基本顶载荷的增加是沿空巷道围岩变形严重的主要诱因;③数值模拟结果显示二次采动过程巷道两侧垂直应力分布呈现不同的偏向性,一次采动时煤柱仍保持一定的承载能力,巷道煤柱侧垂直应力分布大于回采侧,二次采动时煤柱变形破坏严重,使得巷道回采侧垂直应力分布大于煤柱侧,非对称性明显;④坚硬顶板条件下的沿空巷道围岩控制,既要改变顶板结构从而优化巷道围岩应力环境,还要提高支护强度强化围岩对采动影响的承载能力,基于此提出了厚层坚硬基本顶沿空巷道的侧向切顶应力优化技术及支护优化方案。将方案应用于现场实践后,沿空巷道矿压显现程度大幅减小,变形得到有效控制。研究成果可为类似工程地质条件下的巷道围岩控制提供借鉴。