采矿与安全工程学报 ›› 2020, Vol. 37 ›› Issue (5): 881-889.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2020.05.003

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深部煤柱留巷“卸-支-注”协同控制原理及实践

付玉凯,张镇,王涛   

  1. 1.天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京 100013;2.煤炭科学研究总院开采研究分院,北京 100013;3.煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京 100013
  • 出版日期:2020-09-15 发布日期:2020-10-07
  • 作者简介:付玉凯(1985— ),男,河南省安阳市人,博士,副研究员,主要从事巷道支护理论与技术方面的研究。 E-mail:543913570@qq.com Tel:18611594966
  • 基金资助:
    天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项项目(2019-TD-QN004);国家重点研发计划项目(2017YFC0804205);国家自然科学基金项目(51804159)

Principle and experiment of “pressure relief - high strength support-injection” coordinated control in deep coal pillar road-way

  • Online:2020-09-15 Published:2020-10-07

摘要: 针对深部煤柱留巷围岩控制难题,在分析煤柱留巷围岩破坏机制的基础上,建立煤柱留巷力学模型,分析支护力、采动应力、煤岩体力学属性与莫尔圆间的相互关系,提出深部煤柱留巷“卸-支-注”协同控制原理。通过对煤柱上方支承压力进行人工调控,降低支承压力峰值和转移应力峰值位置,使其远离煤柱留巷,降低煤柱留巷的采动应力;对破碎围岩进行强力支护,增加巷道围岩的支护力,提高煤柱留巷围岩自承载能力;对煤柱留巷破碎围岩进行注浆改性,提高煤柱留巷围岩内聚力和内摩擦角等力学参数,有效改善煤岩体力学属性,使煤岩体由极限平衡状态过渡至弹性安全状态。通过协调“卸压-支护-注浆”三者的时空关系,使留巷结构体形成合理的能量耗散机制,使留巷结构体由不稳定状态转变为稳定状态。现场应用结果表明:采用“卸压-支护-注浆”协同控制技术后,煤岩体强度提高34.45%,锚索受力降低50%以上,煤柱留巷两帮移近量降低40.79%,顶底板移近量降低69.80%。“卸压-支护-注浆”协同控制技术有效改善了煤柱留巷的围岩力学属性和应力状态,实现了对王坡矿深部煤柱留巷围岩稳定的有效控制。

关键词: 深部, 煤柱留巷, 水力压裂, 注浆加固, 高强支护