大倾角煤层断层带回采巷道动载失稳机理

作者：王红伟; 宋远洋^*; 焦建强; 贠东风; 李浩男; 王同; 徐辉; 柏仁宣

来源：采矿与安全工程学报, 2022, 39(05): 971-991.

DOI：10.13545/j.cnki.jmse.2021.0498

• 大倾角煤层
• 断层带
• 动载作用
• 非对称变形
• 刚柔支架

针对大倾角煤层断层带回采巷道受动载影响易出现冒顶、片帮等支护难题，以太平煤矿3115-14工作面回风巷道为工程背景，采用物理相似模拟实验的研究方法，揭示巷道未支护、锚网支护、锚网喷支护等3种条件下受动载影响的变形破坏规律及支护失效机理。实验结果表明：回风巷道未支护条件下，顶板在倾斜层面和断层面交汇处出现“三棱柱”冒落体，近断层巷帮中上部出现煤壁片帮。锚网支护巷道在动载作用下靠近断层带处顶板下沉剧烈、出现金属网破裂并伴随漏沙等现象。锚网喷支护巷道在动载作用下呈现顶板和左帮表面破坏严重、锚杆受力明显，呈现非对称变形破坏特征。根据巷道顶板的载荷-变形曲线梯度变化特征，顶板动载变形划分为线弹性变形阶段、黏弹性变形阶段及塑性变形破坏阶段，巷道支护与非对称变形的不协调导致支护失效。据此，提出“锚网喷+刚柔支架”的组合支护技术，采用圆弧拱刚柔支架提高了巷道围岩整体支护强度，控制顶板的塑性变形和巷帮的黏弹性变形，顶板、左帮、右帮、底板的变形量较锚网喷支护降低了39%,91%,38%,64%,支护效果良好，为类似条件巷道支护提供技术指导。

• 单位
  西安科技大学