坚硬顶板下沿空巷旁支护的创新理论与实践

本文主要探讨的是沿空巷旁支护在厚层坚硬顶板开采中的应用难题。随着无煤柱开采技术的发展，薄及中厚煤层的沿空留巷已经取得显著成果，然而，面对顶板来压剧烈、尤其是坚硬顶板的情况，传统的沿空留巷方法往往效果不佳。作者谭云亮、于凤海等人针对这一问题，提出了一种全新的适应性原理，即“载荷适应性和变形适应性”。 首先，他们深入分析了坚硬顶板岩梁的运动特性，认识到在这种情况下，传统的支护方式可能不足以应对初期的剧烈沉降。因此，他们创新性地构建了一种“柔-强”组合巷旁支护力学结构模型。这个模型的核心是利用柔性材料作为缓冲层，能够有效吸收并分散早期阶段的冲击载荷，减轻对巷道的破坏；随后，高强度材料接手，承担起后期顶板压力的支撑作用。这种设计思路的关键在于定量确定巷旁“柔-强”巷旁支护体分层厚度，确保两种材料的有效配合。 此外，文章还进一步研究了采空区矸石压缩与巷旁支护之间的流变协同力学特性。通过推导出采空区矸石压实稳定时间的计算公式，明确了支护材料在面对动态压力时的流变性能要求，这对于保证巷道稳定性至关重要。这表明，对于坚硬顶板条件下的沿空留巷，不仅要考虑支护结构的强度，还要关注其动态响应和材料选择的科学性。 现场试验结果证实，采用这种“柔-强”组合巷旁支护方法，能够在坚硬顶板的复杂环境中实现沿空留巷目标，显著提升了开采效率并减少了对环境的影响，从而推动了无煤柱绿色开采技术的进步。研究成果得到了国家自然科学基金和山东省科技发展计划的资助，体现了作者团队在这一领域的理论创新和实践探索。 本文对沿空巷旁支护的适应性原理进行了深入研究，并提供了在特殊地质条件下实现沿空留巷的有效策略，为煤炭行业的可持续开采提供了重要的技术支持。