采矿与安全工程学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (4): 735-746.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2023.0568

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复合基本顶沿空留巷顶板结构稳定性分析

勾攀峰1,2,张书军3,范杰3,穆朝元3,赵康4,陈祖国4   

  1. 1. 河南理工大学能源科学与工程学院,河南 焦作 454003;2. 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南 焦作 454003;3. 贵州豫能投资有限公司,贵州 贵阳 550081;4. 贵州豫能投资有限公司新田煤矿,贵州 毕节 551500
  • 出版日期:2025-07-15 发布日期:2025-07-15
  • 通讯作者: 勾攀峰,E-mail: goupf@hpu.edu.cn , Tel: 18539159902
  • 作者简介:勾攀峰(1966— ),男,河南省商水县人,工学博士,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(51374091)

Analysis on roof structure stability of gob-side entry retaining under composite basic roof conditions

  • Online:2025-07-15 Published:2025-07-15

摘要: 沿空留巷作为回采巷道的布置方式之一,已得到较为广泛的应用,然而,针对具体的煤层赋存条件,特别是在工作面出现大、小周期来压的工况下,沿空留巷巷旁支护阻力的确定并无充足的理论依据。基于切顶技术的应用,将引发工作面大、小周期来压的基本顶定义为复合基本顶,并细分为上位基本顶和下位基本顶,回采巷道沿空留巷布置时预切下位基本顶。据此,构建基于复合基本顶条件下沿空留巷预切顶顶板稳定性力学模型,分析上位基本顶和下位基本顶的结构特征。同时,借助“内外应力场”理论,确定上位基本顶断裂、下沉过程中形成的内应力场大小。研究提出,下位基本顶稳定性是留巷围岩控制的关键。通过分析下位基本顶从工作面前方预切顶形成的悬臂梁结构到留巷采后剧烈影响区简支梁结构的演化过程,建立沿空留巷采后剧烈影响区下位基本顶稳定性判据,并推导出保障下位基本顶稳定的巷旁支护阻力计算公式,为沿空留巷巷旁支护设计提供依据。结合具体工程条件,计算得出沿空留巷巷旁阻力为17.61 MN/m,据此优化确定泵送混凝土巷旁支护参数。现场应用表明,巷道断面收缩率控制在10%以内,围岩控制效果显著。

关键词: 复合基本顶, 沿空留巷, 切顶留巷, 基本顶稳定, 巷旁支护阻力

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