大倾角煤层柔性护巷技术研究与应用

"大倾角煤层柔性护巷特性及应用研究" 大倾角煤层的开采是一项极具挑战性的任务，特别是在坚硬顶板条件下实施沿空留巷时，矿压显现严重，巷道尺寸大，顶板跨度大，煤壁易破碎，而下落的矸石冲击力大，这些因素都给留巷作业带来了极大的困难。为了应对这些挑战，研究人员通过理论分析、相似模拟实验和现场实测，深入探讨了大倾角煤层巷道围岩的运动规律和力学特性。 理论分析揭示了大倾角煤层巷道在开采过程中的应力分布和变形模式。大倾角导致煤层与顶板之间的接触面积减小，使得顶板承受更大的剪切应力，容易产生滑移和断裂。煤壁由于倾斜角度大，稳定性较差，容易发生破碎和垮塌。此外，采空区的矸石在重力作用下会向下运动，对巷道造成冲击。 相似模拟实验则进一步验证了理论分析的结论，模拟了不同工况下的巷道稳定性和支护效果。通过调整模型参数，如煤层倾角、顶板硬度和支护方式，研究人员得以评估不同情况下巷道的受力状态和变形情况。 现场实测数据提供了宝贵的实践经验，证明了提出的柔性护巷支护系统方案的有效性。该方案主要包含三个方面：首先，下帮煤壁采取封闭式支护，利用煤壁自身的支撑能力减少留巷期间的破坏；其次，采用顶板载荷转移支护，将顶板压力分散到支护结构上，减轻巷道内部的采动压力；最后，采空区内设置挡矸支护，以抵御下落的矸石，并通过堆积形成的矸石体增加约束阻力，稳定巷道。 通过实施柔性护巷技术，研究人员观察到了显著的围岩控制效果，巷道的稳定性得到了显著改善。这种方法不仅减少了煤壁的破坏，降低了采动压力，还有效地阻挡了矸石的冲击，从而提高了留巷作业的安全性和效率。这一研究成果为大倾角煤层沿空留巷工艺的设计提供了重要的理论依据和技术支持，对于改善大倾角煤层开采的安全性和经济性具有重要意义。 关键词：大倾角煤层；沿空留巷；矸石充填；相似模拟；柔性护巷支护系统 中图分类号：TD353 文献标志码：A DOI：10.13545/j.cnki.jmse.2017.03.020