基于结构力学的沿空留巷顶板变形控制原理研究与应用

作者：吴玉意; 朱磊; 徐凯; 赵萌烨; 秋丰岐

来源：煤炭技术, 2022, 41(12): 101-106.

DOI：10.13301/j.cnki.ct.2022.12.024

• 沿空留巷
• 顶板
• 切顶卸压
• 巷旁支护
• 控制原理

为了进一步研究沿空留巷顶板变形控制原理，基于悬臂梁结构力学模型，给出了卸压支护条件下顶板固定端弯矩及自由端扰度计算公式。根据公式可知：固定端弯矩与悬臂梁长度的2次方呈正比，末端挠度与悬臂梁长度的4次方呈正比，通过切顶缩短悬臂梁长度，可以几何级降低悬臂梁弯矩及挠度；加密加强锚索支护，将顶板叠合梁串连形成组合梁，大幅增加了顶板整体性和抗弯能力；悬臂梁自由端加载支撑力，可以线性降低悬臂梁固定端弯矩及自由端挠度，自由端挠度为0时，支撑力需达到2～3倍单位面积地压力。根据公式可总结沿空留巷顶板变形控制三原理及对应的顶板变形控制三要素。采用FLAC7.0软件对6种工况进行了模拟计算，切顶卸压与墙体联合留巷并适当让压取得了最佳效果，切顶、巷旁墙体支撑分别对于降低顶板变形起到40%、50%的作用。进行了切顶卸压与柔模墙联合沿空留巷工业性试验，留巷一次回采断面收缩率19%，留巷二次回采无返修，留巷效果良好。

• 单位
  中煤能源研究院有限责任公司