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水力预裂硬顶沿空掘巷防控体系与工程应用

作者

宗德媛于洋潘雨欣王祥东
单位

徐州工程学院土木工程学院中国矿业大学矿业工程学院
摘要

针对坚硬顶板条件下沿空巷道回采期间出现的巷道大变形问题，以某矿18506工作面副巷为工程背景，结合弹塑性力学理论建立了沿空巷道护巷煤柱力学模型，分析了煤柱内部不同区域受力情况，求解了合理的护巷煤柱宽度约为10.4 m；采用数值模拟软件对比了掘进与回采期间不同宽度护巷煤柱的围岩应力应变关系，在掘进期间围岩稳定受护巷煤柱宽度的影响不大，在回采期间煤柱宽度的影响作用临界点为11 m，临界点之前煤柱失稳严重、变形量陡增，临界点后煤柱稳定、围岩变形量低；确定了沿工作面倾向方向的最佳切顶位置，即工作面侧切顶对提高护巷煤柱稳定性效果最佳；提出了水力预裂硬顶沿空掘巷防控体系，并进行了工业性试验，改善了煤柱内部应力情况，围岩变形量得到控制。
关键词

坚硬顶板切顶卸压小煤柱沿空掘巷防控体系
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金项目（51904269）；江苏省高等学校自然科学研究重大项目（20KJA560001）；
文章目录

0 引言
1 工程概况
2 沿空掘巷护巷煤柱稳定性理论分析
3 沿空巷道护巷煤柱灾变机理
3.1 模型的建立
3.2 掘巷期间护巷煤柱应力应变演化规律
(1）垂直应力
(2）围岩变形
3.3 回采期间护巷煤柱应力应变演化规律
(1）垂直应力
(2）煤柱承载变形规律
(3）护巷煤柱合理宽度确定
3.4 水力压裂切顶位置确定
4 工业性试验
4.1 水力压裂施工流程
4.2 水力压裂切顶方案设计
4.3 矿压监测
(1）钻孔窥视
(2）表面位移
5 结语
引用格式

宗德媛,于洋,潘雨欣,王祥东.水力预裂硬顶沿空掘巷防控体系与工程应用[J].煤炭技术,2023,42(05):7-12.DOI:10.13301/j.cnki.ct.2023.05.002.
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