肖同强,李怀珍,支光辉

(1.河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作 454000;2.河南理工大学建筑与艺术设计学院,河南焦作 454000;3.河南理工大学机械与动力工程学院,河南焦作 454000)

深部厚顶煤巷道围岩稳定性相似模型试验研究

肖同强1,李怀珍2,支光辉3

(1.河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作 454000;2.河南理工大学建筑与艺术设计学院,河南焦作 454000;3.河南理工大学机械与动力工程学院,河南焦作 454000)

针对深部厚顶煤巷道围岩控制难题,采用相似模型试验方法,分析了埋深、构造应力等因素对厚顶煤巷道围岩变形、围岩应力及支护结构的影响,揭示了厚顶煤巷道围岩稳定性规律:随着埋深增大,两帮及顶煤内应力峰值增大,围岩变形破坏程度增大;随着构造应力增大,围岩变形破坏程度增大,构造应力对顶煤稳定性影响显著,顶煤水平应力呈现出“两端低、中部高”分布形态,且应力峰值位置随构造应力增大向深部转移,下位顶煤、煤层与顶板交界面附近的顶煤破坏严重,最终发生“尖顶型”垮冒;顶板锚杆和穿过煤岩层交界面的锚索易被剪断。对于深部构造应力作用下的厚顶煤巷道,认为提高顶煤锚固体的抗剪能力尤为重要,提出采用“高强高预紧力锚杆及斜拉锚索梁”支护技术,以此增强厚顶煤锚固体的抗剪能力、提高两帮承载能力,顶煤和两帮稳定性的提高则有助于减小底臌量。研究成果成功应用于工程实践。

厚顶煤巷道;围岩稳定性;埋深;构造应力;围岩应力;围岩控制