采矿与安全工程学报 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (5): 1093-1108.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2025.0444

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薄煤层工作面切顶留巷围岩变形机理与控制技术研究

梁顺1,尹诗1,姚强岭1,储顶锐1,周文浩1,南晶晶2,韩付滨2,李学华1,种照辉1
  

  1. 1. 中国矿业大学矿业工程学院,江苏 徐州221116;2. 陕西陕煤澄合矿业有限公司,陕西 渭南714000
  • 出版日期:2026-09-15 发布日期:2026-09-22
  • 通讯作者: 尹诗,E-mail: -15039129720@163.com,Tel: 15039129720
  • 作者简介:梁顺(1985— ),男,江苏省徐州市人,博士,教授,博士生导师,从事裂隙煤岩体渗流、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(52174139)

Deformation mechanism and control technology of surrounding rock in gob-side entry retaining with roof cutting for a thin coal seam working face

  • Online:2026-09-15 Published:2026-09-22

摘要: 超前液压支架对现代综合机械化长壁工作面具有较好的适用性,能促进工作面的高效生产,但在工作面推采前移过程中对顶板反复加卸载易导致锚杆(索)外露端弯折甚至失效,不利于沿空留巷的控制与复用;同时薄煤层工作面垮落空间有限,顶板的顺利切落更依赖于切缝面的减阻设计。以西卓煤矿1410工作面回风巷沿空留巷围岩控制为工程背景,针对超前段支护体强度衰减、留巷段围岩应力及变形大、补强支护单体难回收的问题,提出“主动支护+应力调控”的联合控制技术思路。通过离散元模拟研究不同采高条件下顶板裂隙发育规律,分析切顶参数对留巷段围岩稳定性的影响;结合有限元模拟与现场工业性试验验证联合控制技术的有效性。结果表明:相同切顶参数条件下,顶板裂隙发育程度与采高呈正相关,薄煤层工作面切顶后,顶板难以沿预裂面垮落,需要适当增大切顶角度以增加切缝面处的拉应力。围岩应力并不随切顶角度与高度的增大而呈线性关系,而是呈现先减小后增加的特征。当切顶角度为15°、切顶高度为5 m时留巷段围岩控制效果最优,最大集中应力为26.5 MPa;当切顶高度为7 m时,起主要承载作用的中粒砂岩基本顶被切断,顶板破断扰动范围及程度扩大,导致围岩应力集中程度增加,最大为31.6 MPa。基于数值模拟与现场试验确定巷道超前补强支护技术方案,巷道围岩变形得到有效控制,顶底板累计移近量为503 mm,两帮移近量为373 mm,巷道成功复用于接续工作面。

关键词: 薄煤层, 沿空留巷, 切顶, 超前支护

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