无煤柱自成巷开采巷道矿压显现特征及控制对策

作者：王亚军; 何满潮; 张科学^*; 杨军; 甄恩泽; 朱珍; 高玉兵; 马资敏

来源：采矿与安全工程学报, 2018, 35(04): 677-685.

DOI：10.13545/j.cnki.jmse.2018.04.003

• 切顶卸压
• 无煤柱自成巷
• 承压结构
• 卸压结构
• 矿压显现
• 控制对策

切顶卸压无煤柱自成巷开采技术是煤炭开采的一项新技术,为了探索该技术条件下的巷道矿压显现特征,建立顶板岩层结构力学模型,并提出"承压结构"和"卸压结构"的概念。经分析,前者是上覆岩层压力的主要承载体,可在矸石和煤体的支撑作用下保持平衡,其断裂位置和运动位态是影响巷道围岩变形的最主要因素;后者则在前者保护和顶板切缝的影响下始终处于卸压环境,并与巷内支护和巷帮煤体共同作用形成稳定的内圈结构。通过对两者的变形特征进行计算和分析,初步形成了利用顶板切缝控制"承压结构"变形和利用NPR恒阻大变形锚索支护控制"卸压结构"变形的基本思路,同时给出了顶板切缝和顶板支护参数的计算方法,为现场方案设计提供了理论依据。综合上述理论分析和现场实测数据,得出切顶卸压无煤柱自成巷开采工作面后方巷道围岩变形可划分为3个阶段,即卸压影响期、动压变形期和压实稳定期,并分析了各阶段的顶板运动和矿压显现特征。基于以上研究成果,针对切顶卸压无煤柱自成巷开采,提出精准切缝、非对称支护、分区支护、高预应力(初撑力)主动支护以及关键部位加强支护等巷道围岩稳定性控制对策,经现场试验验证,效果良好。

• 单位
  中国矿业大学（北京）; 煤炭科学技术研究院有限公司; 同济大学; 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室; 土木工程学院