煤炭科学技术

作者：纪洪广, 孙利辉, 宋朝阳, 张月征, 王九红, 孟志强,

关键词：弱胶结岩石, 围岩控制, 围岩稳定性, 岩石力学, 双壳支护,

我国西部矿区开采地层主要由侏罗系、白垩系地层构成，该地层岩石总体表现为强度低、胶结性差、易崩解等特性，属于弱胶结岩石。弱胶结地层工程围岩与中东部矿区地层岩石差异性较大，工作面顶板控制、巷道围岩控制等采用传统的控制技术很难有效保障工程的安全性，常出现巷道大变形失稳、工作面压架、突水、溃沙、冲击地压等灾害。通过大量的调研和室内试验，获得弱胶结岩石抗拉、抗压等力学指标远小于中东部矿区同类岩石力学指标，建立了多因素耦合作用下的弱胶结岩石的变异程度评估指标体系，初步获得了典型矿区弱胶结岩石的变异性程度。以红庆河煤矿弱胶结岩石为例，发现了弱胶结岩石在力、水等载荷作用下，具有“类相变”现象，分析了胶结度对类相变现象的影响，给出了弱胶结粗粒砂岩的“类相变”状态特征及其敏感性参数。分析了导致工作面支架压架、突水溃沙灾害发生的覆岩垮落带、断裂带动态发育规律以及巷道围岩大变形规律，推演了弱胶结地层大采高工作面不同开采阶段垮落带动态变化表达式，建立了支架−围岩相互作用模型，给出了工作面来压和非来压期间支架工作阻力；针对弱胶结地层的松散弱特性，提出了巷道围岩双壳加固技术，可为工作面安全开采和巷道围岩控制提供保障。

来源：2023年第1期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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