急倾斜松软煤层巷道变形特征与控制技术

采矿与安全工程学报 ›› 2016, Vol. 33 ›› Issue (2): 253-259.

急倾斜松软煤层巷道变形特征与控制技术

1．中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院，北京 100083；2．中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院，煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京 100083；3．北京昊华能源股份有限公司，北京 102300

收稿日期:2014-06-23 出版日期:2016-03-15 发布日期:2016-04-22
作者简介:马振乾(1987—)，男，河南省永城市人，博士研究生，从事巷道围岩控制、煤岩动力灾害等方面的研究。
基金资助:
国家重点基础研究发展计划(973)项目(2010CB226800)

Deformation characteristics and control technology of roadways in soft steeply inclined coal seam

Received:2014-06-23 Online:2016-03-15 Published:2016-04-22

摘要/Abstract

摘要： 为了解决急倾斜松软煤层巷道的支护难题，采用数值计算方法研究了急倾斜煤层巷道围岩应力和位移分布特征。研究表明：急倾斜煤层巷道开挖以后，巷道顶部形成的自然平衡拱逐渐沿煤层倾斜面向上扩展，与巷道顶部垂直应力的分布形态相似，巷道顶部煤体及煤帮是支护的关键部位。基于以上研究，提出以锚、带、网、索主动支护为基础，配合高强度拱形梁的综合控制技术，旨在充分调动围岩的自承能力，使支护体系与围岩形成承载整体。现场应用表明，提出的支护方案可有效控制巷道稳定，巷道两帮变形量不足 40 mm，为类似条件急倾斜煤层巷道支护提供了一定的借鉴。

关键词: 急倾斜煤层, 变形特征, 拱形梁, 控制技术

Abstract: In order to solve the roadway support problem in soft steeply inclined coal seam, numerical calculation method has been used to study the roadway stress and displacement distribution characteristics in steeply inclined coal seam. The results have shown that the natural balanced arch formed at the top of roadway after excavation gradually extends upward along the inclined plane of coal seam, which is similar to the distribution form of vertical stress. The key supporting parts of the roadway are top coal and coal side. Based on the above research, a comprehensive support system with bolts, steel strips, nets, anchor cables and high strength arch beams has been proposed, aiming at fully mobilizing self-bearing capacity of surrounding rock to form a whole bearing system with the support system. Field test results have shown that the support system can effectively control the roadway stability, and the wall-to-wall relative displacement is less than 40 mm, which may also provide some reference to the roadway support in similar conditions of steeply inclined coal seams.

Key words: steeply inclined coal seam, deformation characteristics, arch beam, control technology

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