端头放煤区域巷道围岩稳定性的数值模拟研究

高鹏; 赵志宁; 杜厚霖; 潘卫东; 查大顺

doi:10.19606/j.cnki.jmst.2024917

矿业科学学报 ›› 2024, Vol. 9 ›› Issue (06) : 884 -896. DOI: 10.19606/j.cnki.jmst.2024917

端头放煤区域巷道围岩稳定性的数值模拟研究

高鹏, 赵志宁, 杜厚霖, 潘卫东, 查大顺

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摘要

为解决综放工作面端头不放煤导致顶煤遗失的问题，以淮北矿业集团袁店一井煤矿为研究对象建立了二维数值模型，分析了端头放煤过程中煤岩体位移场及力链场的动态变化特征，提出了端头安全放煤区段划分方法和精准放煤方案，并针对放煤空间不足的问题设计了支架改造方案。研究表明：(1)巷道锚杆(索)的主动支护作用在放煤前受工作面中部放煤影响逐渐失效，但上、下端头的主动支护作用失效具有时空性差异。(2)放煤过程中，上、下端头煤岩体流动规律显著不同。上端头煤岩体承载结构受中部放煤影响产生超前松动，超前影响范围与工作面倾角呈正比；下端头承载结构的煤岩体随放煤架数增多逐渐松动，承载能力逐步减弱。(3)端头放煤区间范围对承载结构稳定性影响显著，为保持承载稳定，应采取下端头整体分区、上端头架内分段的放煤方案。