基于断面形状效应的厚顶煤巷道支护参数优化
2021-05-07李晓斌杨张杰翟恩发刘念全王庆牛
能源与环保 2021年4期
李晓斌,杨张杰,翟恩发,刘念全,王庆牛
(1.华兴能源有限责任公司 唐家会煤矿,内蒙古 鄂尔多斯 017006; 2.安徽省煤炭科学研究院,安徽 合肥 230001)
内蒙古西部矿区特厚煤层储量丰富,为了提高生产效率,目前西部矿区针对特厚煤层的开采,多采用综合机械化放顶煤开采工艺[1-2],工作面回采巷道沿煤层底板掘进且多采用矩形断面[3-5],巷道顶板为厚层煤体,加之综放设备趋于大型化,这类巷道不仅断面大,而且受采掘影响后顶板煤体易出现离层破碎、顶板两侧肩角锚杆易出现剪切破断等矿压显现象特征,支护问题突出[6-7]。
近年来,国内一些大专院校、科研单位及企业工程技术人员对厚顶煤巷道支护问题及巷道断面形状对围岩稳定性的影响均进行了多方面研究。何富连等[8]针对厚顶煤大断面巷道顶煤裂隙发育、变形强烈、破坏范围大、易发生离层和冒顶等问题,指出采用桁架锚索加强支护,可有效控制巷道围岩变形;李术才等[9]针对巨野矿区深部高地应力厚顶煤巷道支护特点,提出了“先抗后让再抗”的支护理念;韩现民等[10]通过数值计算和现场试验,对马蹄形断面和大曲率边墙、似圆形断面形式下隧道的支护受力和围岩变形特征进行了对比分析,得出采用似圆形断面可以有效地控制围岩的变形量和变形速率;李桂臣等[11]对矩形、直墙半圆拱形等6种巷道断面形状进行了数值模拟,提出了巷道支护“等效开挖”和“无效加固区”的概念。然而上述研究多集中于巷道断面形状对围岩稳定性的影响及厚顶煤巷道围岩变形控制问题,而对于决定厚顶煤巷道最终破坏形式的巷道顶板两侧肩角处剪切破坏仍未引起足够重视[12]。……
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