切顶留巷矸石帮围岩–支护体承压变形特征及控制技术

切顶留巷矸石帮围岩稳定性直接影响留巷效果和后期留巷复用,为解决切顶留巷矸石帮围岩变形难题,采用现场调查、理论分析、工程试验等研究方法对矸石帮围岩–支护体承压变形特征进行研究。现场调查切顶留巷试验段,将矸石垮落过程中对挡矸支护体形成的载荷分为留巷初期矸石垮落的动载荷、留巷中期矸石缓慢压实的似静态载荷和留巷后期稳定以后的准静态载荷;建立矸石帮侧向压力计算模型,解算得到矸石帮侧向压力从顶板到底板呈现递增趋势,明晰矸石帮侧向压力与覆岩压力、矸石体内摩擦角、矸石碎胀系数、切顶高度和切顶角度的关系;建立留巷顶底板–挡矸支护体–矸石帮围岩相互作用关系的力学模型,研究挡矸支护体变形影响因素,得到挡矸支护体所受侧向压力是变形失稳启动内因;优化挡矸支护施工技术,增强单体支柱和组合U型钢的联动耦合支护效果。现场监测验证理论结果的可靠性,矸石帮控制效果表明优化后的技术方案使围岩变形得到有效控制。