近距离煤层下分层掘进工作面空顶区稳定性及支护技术研究

摘要

针对山西某矿近距离煤层下分层掘进工作面顶板结构特征导致围岩破碎等复杂地质条件，采用智能钻孔电视成像技术，对顶板裂隙发育特征进行了原位探测，并通过室内单轴压缩试验获得了煤、泥岩、砂岩的基本力学参数。在此基础上，利用FLAC3D建立精细化三维数值模型，系统分析了不同空顶距离（0～6 m）下，掘进工作面围岩位移场与应力场的演化规律。结果表明：顶板0～6.5 m以砂质泥岩、泥岩为主，裂隙发育、完整性差，6.5～9.0 m为稳定砂岩；煤、泥岩、砂岩单轴抗压强度分别为6.47、43.82、46.28 MPa；空顶距增大导致顶板下沉量先快速增长后趋于稳定，应力集中分布于顶板两角及中部。基于此，本文提出了一种“锚梁网索”联合支护方案。该方案顶板采用φ22 mm×2 600 mm螺纹钢锚杆配合φ21.8 mm×9 300 mm预应力锚索，两帮采用高强锚杆加固。现场矿压监测表明，支护60 d后围岩变形收敛，顶底板最大移近量约60 mm，两帮约45 mm，巷道整体稳定性良好，验证了支护方案的有效性。

关键词

掘进工作面 / 数值模拟 / 围岩控制 / 支护参数优化