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煤巷弱胶结顶板稳定性分析与变形控制技术

煤巷弱胶结顶板稳定性分析与变形控制技术

作     者:余伟健 李可 刘泽 郭涵潇 安百富 王平 YU Wei-jian;LI Ke;LIU Ze;GUO Han-xiao;AN Bai-fu;WANG Ping

作者机构:湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学煤炭资源清洁利用与矿山环境保护湖南省重点实验室湖南湘潭411201 贵州理工学院矿业工程学院贵州贵阳550003 

基  金:国家自然科学基金资助项目(No.51974117,No.52174076) 湖南省自然科学基金项目(No.2020JJ4027) 贵州省科技计划项目(黔科合基础-ZK一般176) 

出 版 物:《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期:2022年第43卷第S2期

页      码:382-391页

摘      要:煤层顶板为弱胶结岩体时稳定性差,常在煤炭回采过程中或巷道掘进时发生大变形或失稳等现象,维护难度较大。针对煤巷弱胶结粉砂岩顶板力学特征与变形控制等问题,以广西林场煤矿煤巷弱胶结粉砂岩顶板支护工程为工程背景,采用现场调研、实验室试验、理论分析等方法进行研究。通过现场调研,发现研究巷道有顶板岩层自承能力差、受水环境影响、支护结构失效率高、底板受水影响底鼓量大、受采动影响等特征;顶板岩石点荷载试验表明,其单轴抗压强度仅为1.9~2.3MPa,采用电镜扫描发现,弱胶结粉砂岩以粗粒矿物为骨架;在普氏理论的基础上,推导了巷道顶板和两帮承压极限表达式,提出了提高巷道围岩整体强度和承载能力、确定合理的锚杆支护参数、顶板设计锚索加强支护等弱胶结巷道围岩控制要点。依据试验分析与理论研究成果,提出了以注浆加固为基础,锚杆和锚索联合支护的控制方案,并在林场煤矿进行了工业性试验。现场监测数据表明,设计的支护方案可以有效地控制煤巷弱胶结粉砂岩顶板变形。

主 题 词:回采巷道 弱胶结顶板 围岩稳定性 注浆加固 联合支护技术 

学科分类:081901[081901] 0819[工学-海洋工程类] 08[工学] 0818[工学-交通运输类] 

核心收录:

D O I:10.16285/j.rsm.2021.0286

馆 藏 号:203114643...

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