沿空留巷围岩变形特征与巷旁支护研究

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巷旁支护作为沿空留巷技术中的关键部分,其参数选择的合理与否直接决定着沿空留巷技术的成败。本文以乌兰矿5768运输顺槽沿空留巷工程为背景,在理论分析的基础上,运用数值模拟方法对不同巷旁支护方式进行对比,使沿空留巷巷旁充填体的宽度及强度合理化。通过分析沿空留巷顶板及上覆岩体的结构特征、顶板破断及残留边界垮落的形式,得到了沿空留巷围岩变形特征及围岩应力分布一般规律。指出了巷旁支护体在沿空留巷过程中的作用,得出巷旁支护体强度存在合理值;根据过渡期沿空留巷顶板简化力学模型,利用力学理论,推导出了巷旁支护阻力的计算公式,并对5768工作面巷旁支护阻力进行了计算。分析了影响支护阻力的因素,提出充填体宽度存在合理值。采用Midas(GTS)数值模拟分析软件,通过对相同条件下、不同充填宽度和不同充填材料对沿空留巷围岩变形特征的影响进行模拟分析,揭示了以上因素引起的围岩表面变形、围岩应力变化规律,综合分析模拟结果及实际情况,确定了合理的巷旁充填体基本参数。项目实施检测结果表明:整个留巷过程中围岩应力活动较为强烈,但巷道围岩变形较小,说明支护效果显著,保证了沿空留巷在生产期间的正常使用,验证了巷旁充填体参数选择的正确性。
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