窄煤柱沿空掘巷巷道围岩变形影响因素及非对称支护技术研究

作者：陈晓祥; 张天; 王逸良

来源：河南理工大学学报(自然科学版), 2021, 40(06): 24-33.

DOI：10.16186/j.cnki.1673-9787.2020020036

• 沿空掘巷
• 窄煤柱
• 围岩变形
• 正交试验
• 数值模拟
• 非对称支护

为确定窄煤柱沿空掘巷巷道围岩变形影响因素和围岩控制方案,以晋能控股集团煤业集团有限公司隆博煤业有限公司8507工作面回风巷为工程背景,基于正交试验和FLAC3D数值模拟试验对沿空掘巷巷道围岩变形影响因素、不同条件下巷道围岩变形特征、4～10 m不同宽度煤柱的塑形区破坏范围、巷道围岩应力分布和顶板位移特征进行研究。结果表明:在煤柱宽度、煤体内聚力、煤体内摩擦角、直接顶厚度和顶板强度5种影响因素中,煤柱宽度对巷道围岩变形影响最显著;随煤柱宽度增加,巷道围岩塑性区破坏和变形主要表现在窄煤柱帮、顶板、底板和实体煤侧等部位,塑性区范围变化较小;合理的煤柱留设宽度为8 m;巷道围岩变形为非对称性变形,煤柱侧巷道顶板和帮部变形显著大于工作面开采侧的。根据窄煤柱沿空掘巷巷道围岩变形特征,提出"顶板和两帮锚网索+钢带、窄煤柱帮贴帮槽钢梁+注浆加固补强"的非对称支护方案。现场工业性试验结果表明,煤柱留设宽度和支护方案合理,巷道变形后能够满足工作面开采需要。研究结果可为类似地质条件下窄煤柱沿空掘巷巷道围岩控制提供参考依据。

• 单位
  河南理工大学