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沿空留巷巷旁充填体稳定性控制技术研究

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  • 2019-12-13 18:05:21

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沿空留巷巷旁充填体稳定性控制技术研究第47卷第9期煤炭科学技术Vol2019年第9期煤炭科学技术第47卷0引言近60多年以来ꎬ沿空留巷在地质条件较好的煤矿中得到了广泛的应用ꎬ采用该技术具有可减少巷道掘进量、提高煤炭采出率等突出优点ꎮ工作面回采以后ꎬ上覆岩层垮落产生的变形作用于沿空留巷充填体ꎬ充填体稳定性与否直接影响到巷道围岩的稳定ꎬ是沿空留巷成功的关键因素之一[1-4]ꎮ我国学者对此进行了大量研究ꎬ漆泰岳[5]对沿空留巷基本顶断裂与沿空留巷的支护强度及变形的关系进行了研究ꎮ邢继亮等[6]分析不同充填体宽度下内部的剪切破坏特征ꎬ提出了充填体内置钢筋网的加固措施ꎮ张东升等[7]通过分析充填体整体的支护强度和抗变形能力ꎬ提出了锚栓加固网技术ꎮ李迎富等[8]研究了上覆岩层关键块稳定特征与充填体稳定性之间的关系ꎮ但目前学者对充填体加固技术缺乏针对性、系统性研究ꎬ多数凭工程实践经验确定充填体加固技术参数ꎬ尤其是对拉锚杆和钢筋梯子梁的选用ꎮ当采用经验选取的加固参数不合理时ꎬ充填体会出现鼓包、开裂、倾斜等现象ꎬ进而导致其垮塌、失稳ꎮ为此ꎬ笔者课题组提出的一种沿空留巷加固充填体结构及其施工方法[9]ꎬ同步实现了充填和加固充填体ꎮ笔者在校正充填体数值模拟参数的基础上ꎬ通过分析钢筋梯子梁直径、对拉锚杆直径以及对拉锚杆数量等多种加固技术影响因素对其承载能力的影响ꎬ确定了充填体合理的加固参数ꎬ并将其研究成果应用于三河尖千米深井7136工作面沿空留巷工程实践中ꎬ工程实践结果表明ꎬ围岩变形量均在可控范围内ꎬ成功应用于现场实践ꎬ解决了深部沿空留巷充填体大变形问题ꎬ为深部沿空留巷充填体加固技术提供了一定的指导作用ꎮ1充填体加固机理分析随着工作面的回采ꎬ逐段构筑的巷旁充填体将承受直接顶和基本顶传递而来的载荷ꎬ同时承受基本顶破断后顶板运动过程中的高应力ꎬ从而在工作面后方形成较高的支承压力ꎬ导致充填体两侧自由面裂隙的产生、发育及贯通ꎬ充填体的完整性和承载能力将大受影响ꎮ为使沿空留巷取得成功ꎬ充填体应具有足够的承载能力和抵抗变形能力[10-14]ꎬ通过作者研究ꎬ充填体加固作用机理主要有以下5个方面[15]:①增加充填体自由面围压ꎻ②提高充填体力学参数ꎻ③提高充填体的内部稳定性ꎻ④改变了充填体的破坏形态ꎬ延缓充填体破坏ꎻ⑤柔性结构ꎬ可充分发挥高水材料的塑性性能ꎮ目前充填体加固技术除本身力学性能外ꎬ主要包括对拉

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