王家岭煤矿窄煤柱煤巷非对称支护研究：剪应变损伤与控制机理

"基于剪应变损伤过程的综放窄煤柱煤巷非对称支护研究" 这篇研究主要探讨了王家岭煤矿窄煤柱煤巷在综放开采过程中遇到的顶板非对称大变形异常矿压问题。研究通过现场调研、理论分析、数值模拟、井下试验和现场实测等多方面的方法，深入分析了顶板的非对称变形破坏特征，并提出了针对性的支护技术解决方案。 首先，研究发现窄煤柱煤巷顶板的非对称变形破坏特征显著，煤柱侧的顶板煤体在变形和破坏过程中表现出较高的敏感系数，且这种敏感性具有持久性，意味着煤体的稳定性受到严重影响。这主要是由于煤柱的存在改变了应力分布，导致煤体的变形和破坏程度在不同区域表现出不对称性。 其次，通过对巷道中心轴两侧顶板煤体的剪应变损伤形式和联结速度的研究，研究人员观察到明显的不对称现象。剪切应变的不均匀分布加速了煤体的损伤过程，进一步加剧了顶板的非对称变形。这种剪应变的不对称性是造成矿压异常的关键因素之一。 在探讨了顶板控制机理后，研究团队提出了采用槽钢简式桁架锚索与单体锚索的大偏移量非对称支护技术。这一创新性的支护方案强调“刚柔并济”，即结合刚性支撑与柔性锚索，以适应顶板的不同变形需求；“重点偏移”是指通过改变支护结构的布局，将支护重点偏向于变形更严重的区域；“点线结合”是指利用点状支护（如锚杆）和线状支护（如锚索）相结合的方式，提高支护的覆盖面；“均衡承载”则是力求使顶板各部分承受的压力达到相对平衡，减少局部过大的应力集中。 实践证明，将桁架锚索和单体锚索以500毫米的偏移布置方式应用于围岩控制，能够有效地改善顶板的变形协调性，降低非对称破坏的发生，从而提高巷道的安全性和稳定性。该研究对于解决类似煤矿的开采难题提供了重要的理论支持和技术参考，对今后的矿压管理与支护设计具有深远的指导意义。 关键词：槽钢桁架；偏移布置；非对称支护；控制机理 中图分类号：TD35 文献标志码：A DOI：10.13545/j.cnki.jmse.2016.05.008