沿空留巷充填区顶板离层力学分析与工程应用策略

本文以兴无煤矿厚层直接顶中厚煤层的沿空留巷和余吾煤业的综合开采沿空留巷为例，探讨了沿空留巷充填区域锚索锚固区内外顶板离层的力学特性及其工程应用。作者首先构建了一个详细的力学模型，通过理论分析推导出沿空留巷充填区域锚索锚固区内、外顶板离层量的计算公式。研究发现，影响顶板离层的关键因素主要包括巷内顶板支护强度、充填区域内的临时支护强度、充填区域外侧的临时支护强度、锚索支护强度以及实体煤帮支护强度，其中巷内顶板支护强度的影响最为显著。 其次，研究还揭示了几何因素对顶板离层的影响程度，即充填区域外侧宽度的影响大于充填区域本身的宽度。值得注意的是，沿空留巷的宽度对充填区域顶板离层的影响规律与基本顶在采空区的侧向破断位置密切相关，这表明巷道设计和基本顶的稳定性对顶板离层控制至关重要。 基于这些理论分析，作者提出了一套针对沿空留巷充填区域锚索锚固区内外顶板离层的分区分阶段控制策略。这套策略考虑了各种支护因素和几何因素的影响，旨在优化巷道设计和施工过程，以减少顶板离层的发生，保证开采安全。这一策略已在兴无煤矿和余吾煤业的实际项目中得到成功应用，证明了其有效性。 这篇文章提供了深入理解沿空留巷充填区域顶板稳定性的重要见解，为优化厚层直接顶中厚煤层开采过程中的顶板管理提供了科学依据和技术支持。这对于提升我国煤矿安全开采水平和资源高效利用具有重要意义。