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淮南矿业(集团)有限责任公司深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室淮河能源控股集团有限责任公司深部煤炭开采耦合灾害防控国家矿山安全监察局重点实验室
为解决薄煤层沿空留巷应力条件复杂、留巷难度大以及巷道围岩长时稳定性的难题,以陕西汇森煤业凉水井煤矿4301工作面为研究对象,采用理论分析、数值模拟、工程实践等方法,对浅埋“三硬”薄煤层沿空留巷围岩破坏特征及控制对策进行研究,分析巷旁支护体结构参数对于巷道稳定性的影响。结果表明:给顶板提供充足的支护强度以及合适的可缩量,是巷旁充填体整体稳定的前提;高水充填材料单轴加压下的力学行为可分为“均匀压密、弹性变形、动态失稳、劣化破坏”4个阶段;在充填体宽度增加过程中,最大应力表现为先增后减再增的趋势,在充填体1.6 m宽时出现稳定承载应力核;理论计算的切顶最佳高度为10.7 m。工程实践表明,工作面后方60 m范围无大变形和明显应力集中,围岩整体控制效果良好、结构稳定,留巷效果达到设计要求。
薄煤层沿空留巷高水材料聚能爆破
1 工程背景
2 “三硬”薄煤层沿空留巷支护技术
2.1 沿空留巷巷旁充填体与顶板作用力学模型
2.2 巷旁充填体作用机理与位置确定
2.3 高水充填材料巷旁充填体参数确定
2.4 沿空留巷巷旁充填体参数数值分析
2.4.1 不同宽度充填体应力分布规律
2.4.2 不同宽度充填体塑性区分布规律
2.4.3 不同时期巷道顶板应力分布规律
3 聚能爆破切顶卸压顶板稳态控制
3.1 切顶卸压高度确定
3.2 聚能爆破切顶方案
3.3 炮孔布置及起爆方式
4 沿空留巷具体实施方案及现场验证
4.1 掘巷期
4.2 留巷期
4.3 现场实测
5 结 论
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会