薄煤层无煤柱沿空留巷变形控制技术研究

"本文主要探讨了无煤柱沿空留巷支护技术在河北某矿2408工作面运输平巷的应用，通过地质条件分析、矿压观测和数值模拟，研究了留巷的变形破坏规律及控制机理。" 在无煤柱沿空留巷支护技术中，针对河北某矿2408工作面的特定地质条件，2#煤层为薄煤层，平均厚度1.15米，伴有1-2层夹矸，煤层倾角适中，顶板为复合结构，直接顶和老顶由不同岩层构成，底板为含炭质泥岩。工作面运输平巷设计为梯形断面，采用锚网索支护，既要服务于当前工作面的煤炭运输，也要作为后续2410工作面的回风平巷。 沿空留巷的矿压规律显示，留巷的变形破坏主要体现在以下几个方面： 1. 留巷顶板的下沉问题：工作面周期来压时，由于采空区裂隙带岩层的急剧沉降，导致留巷顶板下沉量和下沉速度增大，围岩塑性区扩大，可能引发巷道失稳。 2. 围岩变形与地质条件的关系：直接顶垮落程度和煤层厚度直接影响留巷的稳定性。直接顶垮落能填充采空区可减轻对留巷的压力，而煤层越厚，垮落带越薄，对留巷的影响越大。 3. 支架结构的重要性：采空侧帮的支架是保证留巷整体稳定的关键。适当的支架阻力可以防止直接顶板严重破裂，减少上位岩层与顶板之间的离层。 4. 实体煤帮的控制作用：实体煤帮相当于巷道的固定端，其塑性区大小影响巷道的理论宽度和控顶距，过大的变形量可能导致留巷失稳甚至失败。 为了改善留巷的稳定性，研究中采用了FLAC3D数值模拟，对比分析了一般支护条件与加强巷帮支护条件下的效果，结果显示，采用高强度、高预紧力的锚索能显著降低围岩变形，减小塑性区。矿压观测数据显示，接受二次采动影响后，留巷顶底板最大移近量为471毫米，两帮最大移近量为315毫米。 无煤柱沿空留巷支护技术在实际应用中需要充分考虑地质条件、矿压影响和支护策略，通过科学的支护设计和优化，可以有效控制巷道变形，延长巷道的使用寿命，提高矿井的安全性和经济效益。