沿空留巷双层充填墙体材料力学性能研究及应用
2022-07-21徐金海张皓文张晓悟曾庆林
煤炭工程 2022年7期
关键词:混凝土
孙 垒,曹 悦,徐金海,王 琪,张皓文,张晓悟,曾庆林
(1.中国矿业大学 煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏 徐州 221116; 2.中国矿业大学 矿业工程学院,江苏 徐州 221116; 3.四川川煤集团 华荣能源有限责任公司,四川 成都 610000)
沿空留巷技术因其少留甚至不留煤柱,降低巷道掘进工程量,提高煤炭资源回收率而广泛应用于煤炭行业[1-3],其充填方式由木垛、密集支柱等传统的留巷技术逐渐发展到膏体胶结材料、高水材料以及柔模混凝土等新型充填墙体支护[4,5]。目前我国沿空留巷充填墙体主要有刚性充填与柔性充填,柔模混凝土强度较高但接顶较差,留巷初期易漏风,且墙体延展性差留巷后期易切断巷道顶板;后者强度相对较低,在高应力条件下易造成墙体大变形,顶板下沉严重。因此,沿空留巷巷旁支护材料在保证强度的基础上,还应具有让压接顶性能,使充填墙与顶板岩层充分接触且协调变形,并对上覆应力适当让压,避免顶板被切断[6]。因此,构建以“高强承载层+让压接顶层”的组合结构为主体的充填墙是高应力高瓦斯矿井沿空留巷成功的关键之一。
开展实验研究材料的力学性能及行为已经得到行业的广泛认可,国内外许多学者通过类似的方法研究沿空留巷充填材料以及组合结构试样的力学响应机制[7-12]。
众多学者对于高水材料、混凝土以及不同材料组合试样的力学性能等进行了大量研究[13-16],但有关沿空留巷不同充填材料组合体的力学性能试验和工程应用研究则相对较少,难以为高应力高瓦斯矿井沿空留巷双层充填墙体的构建提供相应的理论与技术支持。……
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