胀锁型锚索双向加固窄煤柱试验研究与工程应用

摘要

针对沿空掘巷窄煤柱非对称变形问题，提出了对穿锚索双向加固窄煤柱技术，设计了伸长型和胀锁型两种对穿锚索结构及工艺，开展了对穿锚索拉拔试验，试验表明两种锚索结构均满足抗拉要求，从锚索破坏形态、施工便捷性和材料经济性等方面对比分析，确定胀锁型对穿锚索为窄煤柱双向加固的首选。进一步通过相似模型试验与数值模拟研究了不同加固方式下煤柱承载变形规律和对穿锚索受力特征。结果表明：双排紧密型对穿锚索加固试件较未加固试件峰值荷载提高了96.04%,且随着锚索排数及数量的增加，窄煤柱双向加固稳定性越来越高，胀锁型对穿锚索提高了煤柱破坏前的能量储存量和临界破坏点。最后，在济宁三号煤矿123_下04工作面运输巷开展胀锁式对穿锚索加固窄煤柱工程试验，监测显示对穿锚索锚固力超过220 kN,锚索加固区煤柱帮鼓量降低70%,窄煤柱整体稳定性好，窄煤柱双向加固技术可行，为沿空掘巷工程提供了新技术途径。

关键词

沿空掘巷 / 双向加固 / 窄煤柱 / 胀锁型对穿锚索 / 拉拔试验 / 承压性能

基金资助

国家自然科学基金(52274121); 山东省自然科学基金(ZR2022ME162); 河北省自然科学基金(E2022508023)