这是中国矿业大学深部煤炭资源开采国家重点试验室王襄禹教授团队的成果，论文第一作者为李国栋。研究的创新点为：以新元煤矿工作面为研究对象，建立UDECTrigon模型，通过模拟不同支护条件下沿空留巷下位岩层断裂特征，分析其对围岩稳定性的影响。这项研究得到了国家自然科学基金的资金支持。在沿空留巷技术研究方面，目前相关学者研究主要集中于关键块体的断裂位置及稳定性、合理的巷旁充填体支护阻力和充填体参数的确定等方面，而对于沿空留巷充填区顶板研究较少。工程背景新元煤矿主采3号煤层，煤层倾角3°~12°，平均6°，厚度2.00~3.32m，平均2.60m。图1工作面采掘工程平面图沿空留巷数值模拟根据矿井生产地质条件，建立工作面数值计算模型。Trigon单元组成沿空留巷围岩，Trigon块体边长平均为0.5m。矿井原支护方案采用锚杆、锚索、钢带联合支护。在原支护方案基础上，加强对充填区顶板支护，以研究充填区顶板控制对围岩稳定性的影响。数值模型中用cable单元模拟锚杆和锚索，用line单元模拟钢带。数值模型上部边界为应力边界，上部边界简化为均布载荷q(取8.75MPa)，数值模型左右边界及下部边界固定。图2工作面UDECTrigon数值模型研究结论充填体上方直接顶未加强支护时，受到基本顶和充填体强大的垂直挤压力作用沿充填体内侧形成贯穿性裂隙，减小了对基本顶的支撑作用，造成巷道围岩整体破坏严重。充填体上方的直接顶加强支护后沿充填体外侧形成贯穿性裂隙，充填区域顶板保持稳定，并将充填体的支撑反力传递给基本顶，及时抑制了基本顶旋转下沉，阻止了剪切裂隙向实体煤深部发展，维护了巷道围岩的整体稳定。1)沿空留巷围岩以剪切裂隙为主，充填区顶板张拉裂隙较为发育，在顶板加强支护下，能够及时沿巷外断裂。2)充填区顶板是沿空留巷围岩控制的薄弱环节，在充填区顶板加强支护条件下，下位岩层沿充填体外侧断裂，保持了充填区域顶板稳定性，有效抑制了实体煤帮剪切裂隙向深部发展。3)新元煤矿采用高刚度锚索及时支护充填区直接顶的围岩综合控制技术，确保了工作面沿空留巷围岩的稳定。来源：李国栋，王襄禹.沿空留巷下位岩层断裂特征数值模拟及控制技术研究[J].煤炭科学技术，，45(4)：50-55.征稿邮箱：qq.
转载请注明：http://www.aierlanlan.com/tzrz/3273.html
