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倾斜特厚煤层综放沿空掘巷

围岩稳定性研究

# 论文推荐 #

作者：

刘垚鑫^1,2高明仕^1,2贺永亮^1,2俞鑫^1,2徐东^1,2

单位：

1. 中国矿业大学矿业工程学院

2. 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室

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摘要

为探究倾斜特厚煤层综放沿空掘巷围岩控制的合理方案，以陈家沟矿为工程背景，采用理论分析、数值模拟和现场实践相结合的方法开展研究。通过建立内应力场的载荷传递模型，推导了倾斜煤层开采的“内应力”表达式。数值计算结果表明：受关键块破断回转的影响，厚煤层沿空巷道煤柱的变形破坏主要发生在中上部区域；与水平煤层不同，倾斜煤层沿空掘巷煤柱帮易出现斜切破坏和失稳；煤柱内的垂直应力峰值随其宽度增加呈先增大后减小的趋势。基于煤柱承载能力与侧向支承压力环境两者之间的协调性，确定沿空巷道煤柱宽度为10 m，最终提出以重点加固巷道顶板与中上部煤柱为核心的非对称控制技术。现场工程实践表明，巷道在服务期间围岩变形达到了有效控制。

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创新点

（1）针对倾斜特厚煤层综放沿空掘巷围岩控制，建立了倾斜特厚煤层综放沿空掘巷内应力场载荷传递模型，推导了倾斜煤层开采的“内应力场”表达式。

（2）受关键块破断回转影响，厚煤层沿空巷道煤柱变形破坏主要发生在中上部区域，与水平煤层不同，倾斜煤层沿空掘巷煤柱帮易出现斜切破坏和失稳。

（3）提出以重点加固巷道顶板与中上部煤柱为核心的非对称控制技术。

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部分图表

8514工作面布置示意