煤炭工程 ›› 2024, Vol. 56 ›› Issue (2): 52-58.doi: 10.11799/ce202402008

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大断面半煤岩巷道变形破坏机理研究及控制技术

席义苗,程利兴,张东昕,等   

  1. 1. 开采研究院
    2. 煤炭科学研究总院
  • 收稿日期:2023-06-07 修回日期:2023-10-10 出版日期:2024-02-20 发布日期:2024-02-29
  • 通讯作者: 程利兴 E-mail:chenglixinghpu@163.com

kaicai kaicaikaicai1,程 利兴   

  • Received:2023-06-07 Revised:2023-10-10 Online:2024-02-20 Published:2024-02-29
  • Contact: 程 利兴 E-mail:chenglixinghpu@163.com

摘要: 针对大断面半煤岩巷道围岩变形控制难题, 以小保当煤矿一号井大断面半煤岩巷道为研究背景, 测试了巷道围岩岩层分布、围岩地应力分布及裂隙发育, 分析了巷道围岩的变形破坏演化特征。通过实验室试验以及数值模拟分析了半煤岩组合体力学性能及其变形破坏形态, 揭示了强度较低的煤体最先在煤岩交界面发生破裂、滑移, 变形不断向深部延伸, 随着煤岩体完整性及强度的持续弱化, 造成巷帮由下而上的非均匀渐进性失稳破坏, 揭示了提高大断面半煤岩巷道围岩稳定性的关键在于控制煤岩交界面非协调变形。基于此提出了采用高预应力锚杆支护与薄弱区域加强支护的变形控制思路, 制定了小保当一号井大断面巷道半煤岩巷道围岩变形控制方案, 并开展了井下工业试验, 取得了较好的应用效果, 在监测期内巷道顶板的位移量为28 mm, 两帮的位移量为80 mm, 底板的位移量为43 mm, 随后围岩变形趋于稳定, 巷帮煤岩交界处的变形控制效果显著,表明采用该方案可有效控制大断面半煤岩巷围岩变形。

关键词: 大断面巷道, 半煤岩巷道, 高预应力支护, 煤岩组合体