采矿与安全工程学报 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (2): 364-376.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2025.0083

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膏体充填原位留巷围岩应力演化特征及应用

赵庆民1,常庆粮2,李衍磊1,高松芝1,曹恒1,朱涛涛1,毕智强3,张彪2   

  1. 1. 枣庄矿业(集团)有限责任公司,山东枣庄277000;2. 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;3. 山东康格能源科技有限公司,山东济南250000
  • 出版日期:2026-03-15 发布日期:2026-03-18
  • 通讯作者: 张彪,E-mail: 18342833697@163com,Tel: 19851623200
  • 作者简介:赵庆民(1969— ),男,山东省淄博市人,研究员,主要从事煤矿安全生产与技术方面的管理和研究。
  • 基金资助:
    地球深部探测与矿产资源勘查国家科技重大专项(2024ZD1004200);国家自然科学基金项目(52174130)

Characteristics and application of stress evolution in the surrounding rock of in-situ retained roadway in paste backfill

  • Online:2026-03-15 Published:2026-03-18

摘要: 针对中厚煤层复合顶板膏体充填原位留巷围岩稳定问题,从膏体充填材料配比及其充填体力学性能着手,建立膏体充填原位留巷数值计算模型,研究不同充填体强度、充填率、工作面推进距离对采场围岩应力分布的影响,阐明膏体充填原位留巷围岩应力分布影响因素,揭示膏体充填原位留巷围岩应力演化及侧向支承压力分布特征,提出膏体充填原位留巷二次补强支护方案。研究表明:膏体充填体强度随胶结料、粉煤灰掺量增加而提高,当达到峰值强度后表现出塑性强化特征;膏体充填工作面采场围岩支承压力分布受充填率、充填体强度与充填工作面推进距离的影响,三者对工作面前方煤体、充填支架后方充填体、膏体充填原位留巷煤壁帮的支承压力峰值及其范围影响主次关系为充填率>充填面推进距离>充填体强度;膏体充填原位留巷工作面采场围岩应力在平面表现为峰值应力“T”型区与谷值应力“T”型区的双“T”型分布特征,而在空间位置上形成以工作面中部沿着倾向与走向扩展依次形成充填采动应力恢复区、低值应力环区和支承应力环区的分布特征;膏体充填原位留巷应提高工作面充填率,降低应力集中范围与程度,并充分利用峰值应力区高承载特性及增加低值应力区围岩的抗变形能力;膏体充填原位留巷锚索梁二次补强支护后,两帮累计移近量为65 mm,顶底板最大位移量为40 mm,巷道收缩率为302%,留巷保持了良好的完整性。

关键词: 膏体充填, 原位留巷, 数值模拟, 围岩应力, 支护设计

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