坚硬顶板下有限变形巷旁支护策略优化

本文主要探讨了坚硬顶板下薄煤层沿空留巷的巷旁支护策略。针对传统沿空留巷技术中对充填体的过度关注，文章提出了一个更为全面的巷旁支护模型。在坚硬顶板下，由于顶板活动空间有限且断裂不完全，巷道顶板与采空区顶板的连接需特别处理。关键在于充分考虑煤壁的承载能力和巷道顶板的自承能力。 首先，模型建议在充填区域预设一定的顶板下沉量，确保巷道的稳定性，同时利用煤壁的支撑作用。在充填体处设置一定的“有限变形”空间，允许顶板在一定范围内自由变形，这有助于增强煤壁的承载能力，抵御矿压带来的影响。 其次，文章采用了单体支柱与矸石带的联合支护方式。单体支柱负责支撑，而矸石带则提供额外的稳定性，特别是在充填区域的顶板支护中。此外，为了进一步减小巷道顶板与采空区顶板的连通，文章提出采用卸压钻孔辅助切顶，这一过程可以有效地切断两者的联系，形成巷道的保护屏障。 借助数值模拟软件FLAC3D，作者进行了深入的仿真分析，对三种不同的临时支护方案进行了对比。通过对顶板下沉情况和顶板回转角的细致评估，研究发现采用矸石带与单体支柱的联合支护方法最为有效，能够有效控制顶板的变形和运动，从而确保沿空留巷的成功实施。 在滨湖煤矿16105工作面的实际应用中，当混凝土充填体的宽度设定为2.0米，高度为1.5米时，沿空留巷表现出良好的效果，基本满足了下一工作面的生产需求。这一实践证明了提出的巷旁支护模型在坚硬顶板条件下的适用性和实用性。 本文不仅深入解析了坚硬顶板下沿空留巷的安全问题，还提供了有效的巷旁支护解决方案，对于提高薄煤层开采效率，减少巷道开挖量，以及确保矿井安全具有重要的理论和实际意义。