大倾角近距离煤层综采运输巷断面形状与支护参数优化

• Published in: 煤炭科学技术 Vol. 52; no. 12; pp. 12 - 22
• Main Authors: 潘坤, 鞠文君, 王俊超, 贾后省, 侯彪, 王银伟, 张志明
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 100083 01.12.2024; 中煤科工开采研究院有限公司,北京 100013%四川川煤华荣能源有限责任公司代池坝煤矿,四川 广元 628200%河南理工大学能源科学与工程学院,河南 焦作 454003%中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 100083; 煤炭科学研究总院开采研究分院,北京 100013
• Subjects: 巷道断面形状; 巷道支护; large dip angle; 大倾角; shape of roadway cross-section; roadway support; 回采巷道; close distance coal seams; 近距离煤层; mining roadway
• ISSN: 0253-2336
• DOI: 10.12438/cst.2023-1801

TD353; 针对大倾角近距离煤层巷道在多次剧烈采动作用下,巷道围岩频繁出现非对称变形破坏致使围岩控制困难的问题,以代池坝煤矿 31233运输巷为工程背景,通过理论分析、数值模拟、现场监测等综合研究方法,研究了大倾角近距离煤层开采下 3种断面形状巷道围岩变形破坏机理,进一步确定并优化了最佳非对称屋顶形巷道断面形状.研究结果表明:在大倾角近距离煤层剧烈采动情况下,无论巷道断面形状如何变化,其围岩破坏形态均呈现为最大破坏深度位置朝向顶板,且由于靠近上层工作面区域内塑性区扩展应力敏感性较强,导致该区域塑性区范围和深度达到最大,但 3种断面形状巷道整体围岩破坏规律和塑性区分布范围有着明显差别;与拱形巷道、斜顶直角梯形巷道不同的是,非对称屋顶形巷道可根据巷道围岩条件变化来改变左帮、右帮高度以及左坡顶、右坡顶角度,使得巷道围岩整体应力分布趋于合理化,提升围岩破坏可控性的同时提高了巷道断面利用率.据此,提出了基于巷道围岩塑性区分布的非均匀控制方法,并进行了现场工程应用,优化断面形状前后技术经济指标对比结果表明非均匀支护方式对控制围岩变形效果明显,研究结果可为同类型大倾角近距离煤层巷道断面形状选择与支护设计优化提供有效科学依据.