摘要:为解决二次高强度开采沿空留巷巷道围岩变形失稳的问题,以大柳塔煤矿52606大采高工作面为工程背景,运用数值模拟、理论分析和现场实测的方法对二次高强度开采沿空留巷巷道围岩变形规律展开研究。构建沿空留巷巷道围岩力学模型,分析沿空留巷巷道围岩受力特征;结合52605工作面、52606工作面实际地质条件,运用FLAC3D模拟了二次采动时沿空留巷上覆岩层应力变化情况;在52606工作面辅运巷道布设锚杆、锚索尤洛卡应力传感器,结合现场围岩变形监测数据针对性地提出巷道肩角斜拉锚索+“锚杆+锚索”补强支护方案。研究结果表明:一次采动时,覆岩初始应力平衡遭受破坏,应力传递至采空区两侧巷道围岩处;二次采动时,煤体侧上覆岩层向充填体侧移动,导致充填体所受弯矩增大,进而引发沿空留巷巷道上覆围岩变形失稳;当工作面推进至缩面前50 m左右,机尾三角区受应力集中作用,最大应力达到41 MPa,超过柔模砼墙的承载极限,顶板产生变形失稳;通过调整斜拉锚索与巷道法线的夹角控制顶板离层量,搭配“锚杆+锚索+W钢带”补强支护提升围岩稳定性,将顶底板移进量控制在80~150 mm,保证了沿空留巷巷道围岩稳定。该方案可为盘区接续工作面沿空留巷补强支护及类似工况条件下沿空留巷围岩变形规律研究工作提供有效借鉴。
文章目录
0 引 言
1 工程背景
2 高强度开采沿空留巷巷道围岩变形规律分析
2.1 薄板力学模型求解
2.2 高强度开采覆岩受力特征
2.3 二次采动沿空留巷覆岩变形规律
3 沿空巷道围岩稳定性数值模拟
3.1 模型建立
3.2 初次采动阶段围岩应力分布及变形特征
3.2.1 初次采动阶段围岩应力演化特征
3.2.2 初次采动阶段围岩变形特征
3.3 二次采动阶段围岩应力分布特征
4 现场顶板致灾控制方案
4.1 沿空留巷顶板应力监测
4.2 沿空留巷顶板管控措施
4.2.1 巷道肩角斜拉锚索支护
4.2.2 “锚杆+锚索”补强支护
5 结 论