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作者
黄庆享王雨凡杜君武郭强范东林王生彪高锦龙
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单位
西安科技大学能源学院国能神东煤炭集团有限责任公司
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摘要
浅埋煤层综采工作面大断面运输顺槽采用单体支柱超前加强支护，存在人员劳动强度大、效率低且不安全等问题，亟需革新超前加强支护技术，以适应矿井智能化建设的需求。为此，以哈拉沟煤矿浅埋煤层22523综采工作面的大断面运输顺槽为背景，采用理论分析、数值模拟和工程实践相结合的方法，首先建立了单体支护效果评价力学模型，评估了不同巷道宽度及单体支护位置下的支护效果；然后设计了锚索替代单体超前加强支护方案及参数，并对比分析了锚索加强支护方式下使用单体支护的效果，最终验证了单体支护效果评价力学模型的可靠性。结果表明：当单体支护于巷帮0.8 m位置时，随着巷道宽度增大，其支护效果明显减弱；当巷宽小于2.7 m时，单体支护顶板挠度才减小10%以上；当巷宽大于4.0 m时，单体支护顶板挠度降低小于4%,效果微弱；超前加强支护段顶板额定支护强度为56.7 kN/m2,锚索超前加强支护强度为86.8 kN/m2,加强支护系数为1.53;对于浅埋煤层大断面运输顺槽较稳定围岩条件，锚杆锚索一次支护到位完全可满足超前加强支护要求；在22523工作面超前支承压力影响区，运输顺槽围岩安全稳定，工作面推进速度和生产效率明显提高。受一次采动影响的浅埋综采工作面大断面运输顺槽，采用锚索加强支护，替代传统单体支柱加强支护，具有明显优势，值得推广。
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关键词
浅埋煤层回采巷道超前加强支护锚索支护取消单体支柱
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基金项目(Foundation)
国家自然科学基金项目(52074211,52204154)；
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文章目录
0 引 言
1 工程概况
2 单体超前支护力学模型及支护效果
2.1 单体超前支护力学模型
2.1.1 均布载荷岩梁挠度方程
2.1.2 单体集中载荷岩梁挠度方程
2.1.3 单体支护岩梁挠度方程
2.2 运输顺槽单体超前支护效果
2.2.1 不同巷道宽度时的单体支护效果分析
2.2.2 不同支护位置的单体支护效果分析
2.2.3 锚杆(索)支护时的单体支护效果分析
3 锚索超前加强支护设计数值模拟
3.1 模型构建
3.2 锚索超前加强支护参数确定
3.2.1 锚索预紧力
3.2.2 锚索间排距
3.2.3 锚索长度
3.3 锚索与单体超前加强支护围岩稳定性对比
3.3.1 围岩移动变形对比
3.3.2 围岩塑性区发育特征对比
3.3.3 运输顺槽锚杆(索)受力对比
4 锚索超前加强支护可靠性理论分析
4.1 巷道顶板控制层厚度确定
4.2 巷道顶板支护强度检验
5 锚索超前加强支护工程实践
5.1 顶板锚杆(索)载荷分布规律
5.2 超前支承压力影响区围岩变形规律
5.3 超前支承压力影响区围岩最大松动圈
6 结 论
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DOI
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引用格式
[1]黄庆享,王雨凡,杜君武,等.浅埋大断面运输顺槽锚索替代单体超前加强支护研究[J].西安科技大学学报,2025,45(01):12-25.
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