大断面强采动综放煤巷顶板非对称破坏机制与控制对策.pdfVIP

第 35 卷 第 4 期 岩石力学与工程学报 Vol . 35 No. 4 2016 年 4 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering April，2016 大断面强采动综放煤巷顶板非对称破坏机制 与控制对策 张广超，何富连 (中国矿业大学 资源与安全工程学院，北京 100083) 摘要：针对大断面强采动综放煤巷开掘过程中出现的顶板非对称变形破坏现象，以王家岭煤矿为工程背景，通过 现场调研、室内试验、理论分析、数值模拟和井下试验等手段，对变形破坏机制与控制对策进行研究。得出如下 结论：(1) 综放煤巷顶板呈现非对称变形破坏特征，表现为煤柱侧顶板严重下沉、剧烈水平滑移变形及肩角部位顶 板错位、嵌入、台阶下沉等；(2) 侧向基???顶于煤柱上方距采空区边缘 6～7 m 处发生破断，基本顶的破断和回转 下沉运动引起的不均衡支承压力 q 和回转变形压力σ是沿空巷道不对称变形破坏的根本力源，靠煤柱侧顶板及肩 角部位是巷道变形破坏的关键部位；(3) 受采空区不稳定覆岩运动和巷道开挖影响，巷道围岩结构和应力分布以巷 道中心线为轴呈非对称性分布，而原有支护未能对煤柱侧顶板及肩角等部位加强支护且无法适应顶板剧烈水平运 动，巷道掘出后呈现出非对称矿压显现，后期受到本工作面回采影响，非对称变形破坏进一步加剧。(4) 分析该类 巷道支护原理，提出集高强锚梁网、非对称锚梁桁架结构、预应力锚索桁架的非对称控制体系，阐述其控制机制， 并进行方案设计和工程应用。数值模拟和工程实践表明，该技术可有效减弱顶板应力和位移分布的非对称性，控 制围岩非对称变形破坏。 关键词：采矿工程；沿空掘巷；大断面；非对称；锚索桁架；滑移变形 中图分类号：TD 32 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2016)04–0806–13 Asymmetric failure and control measures of large cross-section entry roof with strong mining disturbance and fully-mechanized caving mining ZHANG Guangchao，HE Fulian (College of Resources and Safety Engineering，China University of Mining and Technology，Beijing 100083，China) Abstract：Asymmetric deformation failure during the process of excavating and supporting of large cross-section entry roof with strong mining disturbance and fully-mechanized caving mining at Wangjialing coal mine was studied systematically through field investigation，laboratory test，analytical analysis，numerical simulation and in-sit test. The mechanism of deformation failure and the controlling measures were investigated. The roof of gob-side entry was found to display the asymmetric deformation failure characteristics，which i