厚硬基本顶岩层切顶留巷参数优化设计方法研究
2021-02-04李昊城宋选民朱德福曹健洁
煤炭工程 2021年1期
李昊城,宋选民,朱德福,曹健洁
(太原理工大学 原位改性采矿教育部重点实验室,山西 太原 030024)
随着浅部煤炭资源的不断减少,我国煤矿开采逐渐向深部转移,传统的留煤柱开采造成的资源浪费以及巷道围岩变形较大的问题日益凸显[1]。沿空留巷技术可以有效的解决该问题,根据护巷方式的不同,可分为巷旁充填留巷及切顶卸压留巷[2]。巷旁充填留巷上覆岩层的结构并未改变,在两次采动的影响下依旧会产生应力集中,且刚性巷旁充填体无法达到与顶板的协同变形,导致沿空巷道的稳定性较难控制[3,4]。而切顶卸压留巷指利用定向切缝技术切断采空区顶板与巷道顶板之间的应力传递,减弱了工作面回采时巷道的应力集中,待工作面回采后,利用垮落岩石的碎胀性形成巷道碎石帮,实现了无煤柱,无充填的高效留巷[5,6]。切顶成巷的切缝参数及巷旁、巷内支护设计是该技术的关键,选择合理的切顶参数及支护设计对于切顶成巷的效果及围岩稳定性影响重大[7-9]。为此众多学者对其进行了大量的研究,孙晓明等[10]针对薄煤层切顶卸压开采,通过理论分析及数值模拟确定出合理的切顶高度、角度及炮孔间距;朱珍等[11]通过分析回采过程中顶板岩层的运动特征,建立了切顶自成巷围岩结构力学模型,推导出了切顶留巷顶板支护阻力的表达式并分析了影响支护阻力的关键因素;迟宝锁等[12]以柠条塔煤矿大采高S1201工作面为背景,通过现场不同支护方案的对比试验,得出了有效的切顶留巷支护参数,有效控制围岩变形。……
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