煤炭工程

作者：刘建胜,赵利安,李达,鲁忠良

单位：1. 霍州煤电集团 河津腾晖煤业有限责任公司，山西 河津 0433002. 辽宁工程技术大学，辽宁 阜新 1230003. 河南理工大学 安全科学与工程学院，河南 焦作 454000

关键词：回采巷道,岩梁理论,顶板变形特征,空顶距离,数值模拟,

为解决煤矿井下煤巷掘支效率低, 掘支工艺参数选取不合理, 增加空顶区冒顶风险, 严重影响生产效率等问题, 运用理论分析、数值模拟与现场试验等方法, 结合河津腾晖煤业北翼(2-2052)巷道的地质条件, 运用岩梁理论建立了矩形巷道围岩物理力学模型, 推导了空顶区顶板的拉应力和挠度方程, 探讨了空顶距离、巷道宽度与顶板支撑强度等因素对空顶区顶板稳定性的影响, 利用FLAC 三维数值模拟软件重点分析了空顶距离对顶板的影响, 确定了的合理空顶距离。结果表明: 巷道的直接顶是掘进过程中空顶区顶板围岩稳定性的关键, 空顶区顶板在拉剪的共同作用下发生破坏,分析了不同迎头距离的顶板围岩的垂直应力状况, 并考虑到空顶区的安全系数, 综合得出极限空顶距离为4m。在试验期间内, 其顶板最大的沉降变形量为62mm, 掘进迎头空顶区顶板未发生过冒顶的现象, 整个服务期间顶板稳定性好, 其掘进速度提高了一倍, 达到了月进尺400m的良好效果。

来源：2023年第10期

《煤炭工程》期刊编辑部

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