倾斜厚煤层拱形沿空巷道破坏机理与控制策略

"拱形沿空巷道破坏特征与控制技术" 在煤炭开采过程中，倾斜厚煤层的拱形沿空巷道的围岩控制是一项重要而复杂的技术问题。本文主要针对这一难题，以魏家地煤矿2303工作面运输巷作为实际工程背景进行深入研究。通过数值分析方法，研究人员探讨了巷道围岩的应力分布、变形及破坏规律。 研究表明，煤柱内部存在一个水平位移的零分界线，这个分界线将煤体分为两个区域。采空区一侧的煤体主要遭受拉剪混合破坏，而另一侧则主要经历剪切破坏。这种破坏模式表明煤柱的稳定性较差，容易引发事故。此外，实体煤帮的角应力集中系数高达3.0，这意味着在煤岩接触面附近应力集中效应显著，导致作用范围扩大，加剧了煤体的破坏。顶板岩体沿着弱面发生剪切滑移，造成严重的压剪破坏，这进一步加剧了巷道的不稳定性。 为了有效控制这种破坏现象，科研人员提出了“两区一让”围岩控制技术。这项技术的核心是通过设置短锚索来抑制分界线附近的煤柱分离，同时利用长锚索防止煤体沿煤岩接触面发生剪切滑移。此外，他们还采用了木托盘的整体让压方案，以分散压力并减轻巷道变形。数值模拟结果显示，采用这一技术后，顶板的下沉量减少了40%，煤柱帮的移近量减少了50%，实体煤帮的移近量也降低了44.4%，这些数据充分证明了该技术的有效性。 在实际应用中，这一控制技术在魏家地煤矿的成功实施，为类似条件下的巷道稳定性问题提供了有效的解决方案，对提高煤炭开采的安全性和经济效益具有重要意义。同时，该研究也为未来的倾斜厚煤层巷道设计和施工提供了理论依据和技术支持。 关键词：拱形断面；沿空掘巷；煤柱；破坏特征；锚杆 中图分类号：TD353.6 文献标志码：A DOI：10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2019.0107 文章编号：1672－9315(2019)01－0043－07