高应力巷道切缝补偿卸压技术方法及应用

TD322; 随着煤矿地下开采深度及强度的增大,巷道矿压问题已然制约煤矿的安全高效发展.针对目前高应力巷道失稳难题,提出了巷道切缝补偿卸压技术方法.综合运用理论分析、数值模拟和现场试验手段,阐明了巷道切缝补偿卸压机制,解释了技术方法的关键技术参数及其应用.结果表明,面对矿井开采形成的动静荷载,巷道切缝补偿卸压技术方法并不强调对煤岩体的破碎以释放集中应力,而是综合利用顶板切缝和岩体碎胀作用,同时减小目标保护巷道的开采动静荷载,实现巷道主动卸压.在减弱开采动荷载方面,巷道切缝补偿卸压技术方法利用顶板切缝和岩体碎胀特性实现开采补偿,及时有效支撑上位顶板,弱化上位顶板动态加载效应,另结合切缝对动载应力...

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Published in煤炭学报 Vol. 49; no. 11; pp. 4377 - 4389
Main Authors 张星宇, 杨军, 高玉兵, 薛浩杰, 郭鹏飞, 何满潮
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 西湖大学工学院,浙江 杭州 310030 01.11.2024
中国矿业大学(北京)隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室,北京 100083%中国矿业大学(北京)隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室,北京 100083%绍兴文理学院土木工程学院,浙江 绍兴 312000
Subjects
主动卸压
proactive pressure-relief
technique application
high stress
技术应用
dynamic and static loads
动静荷载
煤矿巷道
高应力
coalmine roadway
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ISSN0253-9993
DOI10.13225/j.cnki.jccs.2023.1256

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Summary:TD322; 随着煤矿地下开采深度及强度的增大,巷道矿压问题已然制约煤矿的安全高效发展.针对目前高应力巷道失稳难题,提出了巷道切缝补偿卸压技术方法.综合运用理论分析、数值模拟和现场试验手段,阐明了巷道切缝补偿卸压机制,解释了技术方法的关键技术参数及其应用.结果表明,面对矿井开采形成的动静荷载,巷道切缝补偿卸压技术方法并不强调对煤岩体的破碎以释放集中应力,而是综合利用顶板切缝和岩体碎胀作用,同时减小目标保护巷道的开采动静荷载,实现巷道主动卸压.在减弱开采动荷载方面,巷道切缝补偿卸压技术方法利用顶板切缝和岩体碎胀特性实现开采补偿,及时有效支撑上位顶板,弱化上位顶板动态加载效应,另结合切缝对动载应力传递的抑制作用,综合减弱开采动荷载;在降低开采静荷载方面,巷道切缝补偿卸压技术方法利用顶板切缝作用保护煤柱完整性,使其整体有效承载,并通过抑制采空区应力传递,综合降低开采静荷载.切缝角度和切缝长度是巷道切缝补偿卸压技术方法的关键技术参数,现场应用中可按所提理论要求设计切缝角度以保护切缝巷道顶板稳定,切缝长度设计则应使垮落碎胀岩体充满采空区.通过在典型高应力巷道的现场应用显示,巷道切缝补偿卸压技术方法有效降低了目标保护巷道所受的开采动静荷载,巷道稳定性明显改善.巷道切缝补偿卸压技术方法的提出与应用可为高应力巷道矿压防治提供切实可行的新方法及思路,助力现代化矿井安全高效开采.
ISSN:0253-9993
DOI:10.13225/j.cnki.jccs.2023.1256