巷旁充填沿空留巷超前支护围岩控制与设计方法研究

摘要

沿空留巷技术已在国内主要矿区推广应用。超前支护作为沿空留巷围岩稳定控制的重要保障，其设计方法仍有待研究。以柠条塔煤矿N1215工作面柔模混凝土沿空留巷为背景，通过现场监测和数值模拟分析无超前支护条件下留巷围岩的变形、应力和支护体系受力演化特征。基于此，系统地开展不同液压支柱间距、不同补强锚索间距和不同超前支护范围的数值对比试验，建立围岩变形控制率和控制效果差异率2个定量评价指标，提出巷旁充填沿空留巷超前支护设计方法，并在N1215工作面开展了现场应用。结果表明：无超前支护时，巷道顶板围岩严重破碎区深度为3.2 m,顶底移近量为214.0 mm,锚索受力为337.6 kN,柔模墙压力为24.9 MPa,顶板及柔模墙体局部压裂；进行超前支护后，液压支柱最大受力为161.6 kN,顶底移近量为48.4 mm,锚索受力为217.3 kN,柔模墙压力为20.6 MPa,后3项相比无超前支护分别降低了约77.4%、35.6%和17.3%。巷旁充填沿空留巷围岩稳定性得到了有效控制。

关键词

巷旁充填 / 沿空留巷 / 超前支护 / 围岩控制 / 设计方法