采矿与安全工程学报 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (5): 1151-1160.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2026.0092

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三维应力条件下注浆结构增强机理与破碎顶板控制技术研究

都书禹1,曹胜根1,张云2,车驰远1,赵长政1,李江1,刘阳1   

  1. 1. 中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室,江苏徐州221116;
    2. 西安科技大学能源与矿业工程学院,陕西西安710054
  • 出版日期:2026-09-15 发布日期:2026-09-22
  • 通讯作者: 曹胜根,E-mail: caoshenggen@126.com,Tel: 15605218905
  • 作者简介:都书禹(1995— ),男,辽宁省辽阳市人,博士,博士后,从事巷道围岩控制方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(52274143,52474148)

Reinforcement mechanism of grouted-structure composites under true triaxial stress and control technology for fractured roadway roofs

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

摘要: 随着我国浅部煤炭资源的逐渐枯竭,极近距采空区的遗煤资源成为问题突破的途径之一。基于真三轴试验与声发射监测技术,研究了注浆结构与围岩组合体在三维应力条件下的力学响应与裂纹演化特征。试验结果表明,注浆加固显著改善了破碎顶板的力学性能,与纯注浆方案相比,注浆结构与围岩组合体的峰值强度提高了55.23%~80.58%,其中注浆50%+泥岩50%组合体的峰值强度为69.87 MPa,弹性模量提高了92.88%~123.37%。声发射分析显示,注浆结构能够有效延缓裂纹局部化过程,特别是在50%注浆+泥岩50%组合体中,b值转折应力变化表明裂纹扩展得到了有效控制。基于注浆结构的增强机理,提出了针对破碎顶板的分级协同控制方法,通过超前注浆和长短注浆锚索支护技术相结合,对不同破碎带的变形实施精准控制,显著提升了巷道围岩的稳定性。

关键词: 注浆加固, 破碎顶板, 力学响应, 声发射, 分级协同支护

中图分类号: