预支撑技术在沿空留巷中的应用与研究

"预支撑袋铸混凝土沿空留巷技术研究" 沿空留巷技术是煤炭开采中的重要工艺，旨在保留巷道一侧的空间，减少新建巷道的需要，从而提高资源利用率和降低成本。然而，传统的沿空留巷隔离墙在早期阶段缺乏足够的强度，容易导致巷道稳定性问题。为解决这一问题，研究人员惠兴田和李伟提出了预支撑袋铸混凝土沿空留巷技术。 这项技术主要基于岩层控制的关键层理论，通过在隔离墙内外侧预先设置单体柱和惠天锚柱，构建一个预支撑轮廓，以增强隔离墙的稳定性。关键层理论认为，在岩石结构中，某些层面起着决定性的作用，对整体稳定性有重要影响。预支撑的目的是在巷道掘进前提供一种临时的支护，防止围岩过早破坏。 研究中建立的不同支撑作用沿空留巷围岩结构力学模型，揭示了预支撑、隔离墙和围岩之间的相互作用机制。通过模型分析，他们发现预支撑可以改变围岩的断裂位置，降低隔离墙的支护阻力。这表明，预支撑可以有效地分散和缓解巷道周围的压力，使得隔离墙承受的压力减小。 此外，研究还发现巷帮（即巷道两侧）的支护阻力与预支撑的支护阻力之间存在关联。当巷帮的支护阻力增大时，围岩在外侧断裂所需的预支撑阻力会相应减小。这表明，强化巷帮的支护可以降低对预支撑系统的依赖，优化整个支护体系。 预支撑的初撑力，即初期支撑力的大小，对巷道后期的稳定性也有显著影响。初撑力越大，工作面回采后巷帮锚杆的荷载衰减速度越快，巷帮的变形量就越小，这意味着巷道的长期稳定性得到改善。 工业性试验验证了这些理论发现，表明预支撑袋铸混凝土沿空留巷技术能够有效提高巷道的稳定性和安全性，降低维护成本，并减少因巷道破坏带来的潜在风险。该技术的推广应用将对煤炭开采行业的安全和效率提升产生积极影响。 预支撑袋铸混凝土沿空留巷技术结合了关键层理论，通过创新的预支撑方法，解决了沿空留巷隔离墙早期无强度的问题，提高了支护效果，降低了支护阻力，增强了巷道的长期稳定性和安全性。这一技术对于煤炭行业的可持续发展具有重要意义。