采矿与安全工程学报 ›› 2021, Vol. 38 ›› Issue (2): 215-226.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2020.0331

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沿空巷道非对称底鼓机理及防控研究

王志强,王鹏,吕文玉,石磊,苏泽华,武超,于峰   

  1. 1. 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 100083; 2. 西安科技大学西部煤炭绿色开发国家重点实验室, 陕西 西安 710054; 3. 中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室,北京 100083; 4. 中国矿业大学(北京)煤炭安全开采与地质保障国家级实验教学示范中心,北京 100083
  • 出版日期:2021-03-15 发布日期:2021-04-06
  • 通讯作者: 王鹏 E-mail: wangpengshg@163.com
  • 作者简介:王志强(1980— ),男,内蒙古自治区呼伦贝尔市人,博士,副教授,博士生导师,主要从事矿山压力与岩层控制方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(51774289);国家自然科学基金青年科学基金项目(51404270);西部煤炭绿色安全开发国家重点实验室开放 基金项目(SKLCRKF1903);北京市大学生创新训练项目(C202011074)

Mechanism and control of asymmetric floor heave in gob-side entry

  • Online:2021-03-15 Published:2021-04-06

摘要: 沿空巷道常表现出非对称底鼓特征,根据沿空巷道围岩结构及应力作用模式,结合朗肯土 压力理论建立非对称底鼓力学模型, 推导出非对称底鼓力源的计算方程。 结果表明, 两帮垂直应 力是底鼓的主要因素,非对称分布的垂直应力是非对称底鼓的内在原因,底板岩体由垂直应力高 的巷帮一侧向垂直应力低的巷帮一侧运动,最大底鼓位置靠近垂直应力低的巷帮一侧。据此,提 出通过降低两帮垂直应力控制底鼓的错层位负煤柱沿空巷道布置技术,错层位开采实体煤侧垂直 应力较低,矸石堆与巷道上方自由空间能够使负煤柱沿空巷道免受关键块体运动影响,始终处于 低应力区;沿空巷道两帮低应力区宽度增大,远离应力峰值, 达到了降低两帮垂直应力传递至底 板的目的;数值模拟结果显示负煤柱沿空巷道两帮垂直应力降低后底鼓破坏深度明显减小。负煤 柱沿空巷道现场应用效果良好,未见明显底鼓, 从而为待掘沿空巷道区域性防控底鼓提供了依据。

关键词: 底鼓, 非对称, 沿空巷道, 错层位, 负煤柱, 区域性防控

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