窄煤柱沿空掘巷巷道围岩变形影响因素及非对称支护技术研究
2021-10-20陈晓祥张天王逸良
河南理工大学学报(自然科学版) 2021年6期
陈晓祥,张天,王逸良
(1.河南理工大学 能源科学与工程学院,河南 焦作 454000;2.煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南 焦作 454000)
0 引 言
沿空掘巷窄煤柱工作面将回采巷道布置在临近采空区的低应力区内[1],不但有利于巷道维护,而且有效减少了煤炭资源浪费,因此成为沿空掘巷窄煤柱工作面回采巷道较为普遍的一种布置方式。众多研究结果表明,合理的煤柱留设宽度对于维持巷道稳定性有着重要影响。侯朝炯等[2]针对综放沿空掘巷巷道围岩特点,提出综放沿空掘巷大、小结构的稳定性原理;王德超等[3]提出一种侧向支承压力确定新方法,通过现场监测和数值模拟确定了区段煤柱的合理留设宽度,并得出煤柱宽度不宜小于4 m的结论;柏建彪等[4]通过数值模拟计算分析,确定了不同煤层的合理煤柱宽度,软煤层留4~5 m,中硬煤层留3~4 m;李磊等[5]采用理论分析方法,推导出内应力场宽度表达式,确定了合理的沿空掘巷巷道布置位置,并成功应用于现场;张科学等[6-7]对上区段采空区侧向支承压力分布规律、煤柱应力分布、巷道围岩应力分布与煤柱宽度的关系进行研究,最终得出煤柱宽度6 m时应力分布最利于巷道支护的结论;薛康生等[8]通过理论分析,推导出沿空掘巷煤柱宽度范围的解析表达式,并确定煤柱的合理留设宽度为4.8~6.9 m;张广超等[9]针对巷道在掘进过程中出现的非对称变形破坏特征,提出高强锚梁网、非对称锚梁桁架结构、预应力锚索桁架的非对称支护控制方案,并成功应用于实际工程;……
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