穿煤层巷道泥岩楔形顶板稳定性控制机理研究

采矿与安全工程学报 ›› 2014, Vol. 31 ›› Issue (6): 920-925.

穿煤层巷道泥岩楔形顶板稳定性控制机理研究

1．中国矿业大学矿业工程学院，深部煤炭资源开采教育部重点实验室，江苏徐州 221116；2．中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室，江苏徐州 221116；3．潞安集团，山西长治 046200

出版日期:2014-11-15 发布日期:2014-12-01
作者简介:季明(1982—)，男，江苏省盐城市人，博士后，从事岩石力学与巷道围岩控制方面的研究。通信作者：张益东 E-mail：ydzhang@cumt.edu.cn Tel：0516-83885680
基金资助:
江苏高校优势学科建设工程项目；江苏省自然科学基金项目(BK20130189)；中央高校基本科研业务费专项资金项目(2011QNA12)；煤炭资源与安全开采国家重点实验室自主研究课题项目(SKLCRSM12X05)

Stability control mechanism of mudstone wedge structure roof in crossing coal seam roadway

Online:2014-11-15 Published:2014-12-01

摘要/Abstract

摘要： 针对穿煤层巷道顶板的结构特征提出了维持楔形体结构顶板段巷道顶板稳定的主控因素，并建立了楔形体段顶板悬臂梁力学模型，对该段顶板分别进行了静力学强度分析及挠曲变形计算，得出了求解最小支护阻力的计算公式。将潞安古城矿的工程地质条件代入模型中，计算得出最小支护阻力为0.12 MPa，并考虑了1.4的安全系数后，提出了相应的锚杆索联合支护方案。现场工业性实验及矿压监测结果表明，根据计算的支护阻力进行的支护设计方案控制了巷道顶板的变形，保证了巷道的稳定。

关键词: 穿煤层巷道, 楔形体结构顶板, 应力分析, 挠度, 支护阻力

Abstract: The main controlling factors for stability of roadway roof in wedge model have been proposed in response to the structural characteristics of crossing coal seam roadway; meanwhile, mechanical model of roof cantilever beam for wedge segment has been established. Through static strength analysis and deflection calculation of this roof section, the formula for solving the minimum support resistance was obtained. By imputing engineering and geological conditions of Gucheng Mine of Lu’an Group into the resistance formula, it is concluded that the minimum support resistance in the model is 0.12 MPa. Corresponding anchor cable supporting scheme has been proposed considering safety factor as 1.4. Field industrial experiments and mine pressure monitoring results show that the supporting design scheme based on calculating support resistance can control roof deformation and maintain roadway stability.

Key words: crossing coal seam roadway, wedge structure roof, stress analysis, deflection, support resistance

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