窄煤柱沿空掘巷煤柱稳定核区理论研究

阐述了窄煤柱沿空掘巷的实质,运用岩层控制理论,提出窄煤柱沿空掘巷煤柱稳定核区概念,并以煤柱稳定核区的大小作为煤柱稳定性的一个判据,同时给出选取窄煤柱合理宽度的数学公式,并辅以数值计算方法对该理论进行验证.模拟结果证明,选取巷道塑性破坏区半径的4倍范围作为沿空掘巷窄煤柱的宽度是合理的.

沿空掘巷煤柱合理宽度的确定

以某矿21108回风巷道为工程背景,采用数值模拟的方法对不同煤柱宽度条件下煤柱的塑性区分布进行数值研究。结果表明,当煤柱宽度为7m时,煤柱内存在较合理的稳定核区。同时,通过对7m煤柱内部松动圈的现场测试,证实了数值模拟的结果,表明7m煤柱宽度是合理的,可保证煤柱及巷道的稳定。

基于围岩结构沿空掘巷围岩控制及支护分析

根据沿空掘巷大、小结构的稳定性原理,分析了关键块体在掘巷前后应力分布规律及窄煤柱巷道围岩变形破坏机制,认为沿空掘巷围岩控制的关键是保证窄煤柱具有一定的稳定极限核区,支护结构和围岩形成的承载体要在适应大结构变形的特征下保持一定的稳定性,着重阐述了高预紧力、高延伸率锚索在沿空掘巷中的作用。基于此,针对具体工程情况提出了高预应力锚杆索联合强力让压支护方案,并成功应用于工程实践。