煤炭科学技术

作者：何杰, 程蓬, 吴乐, 范军平,

关键词：坚硬顶板, 采动巷道, 远近应力场, 无煤柱, 水力致裂, 卸压−支护,

针对坚硬顶板强动压巷道围岩变形破坏难控制的问题，以寺家庄15119回风巷为工程背景，采用理论分析、现场实测、数值模拟与工业试验的综合研究方法，研究了坚硬顶板回采巷道远近应力场演化规律及调控技术。研究表明：15119回风巷在留设25 m煤柱时由于坚硬顶板难垮落造成远场应力集中，且在演化过程中加剧了巷道围岩近场应力环境恶化，这是致使该类巷道围岩变形破坏的问题所在。巷道围岩远近应力场存在紧密的相互作用关系，远场的应力能够引起近场应力范围和大小的变化，从而对巷道围岩的变形与破坏时效及范围产生影响。基于此，提出了巷道围岩的远场与近场应力场调控原理，即在通过工程干预手段有效地调控远近应力场的分布、传导途径及其相互作用，以此实现围岩应力环境的优化和巷道稳定性的增强。依据该原理，提出了“无煤柱留墙掘巷+切顶卸压+强力支护”远近应力场调控技术方案，新方案先调整15119回风巷至邻近15117工作面1.5 m处的低应力区，然后在15117进风巷顶板水压裂预制裂缝卸压调控远场应力分布与传播途径，最后强化15119回风巷围岩支护，优化近场应力环境。工业性试验表明：新方案能够有效减弱远场应力对近场应力的叠加作用，新方案中压裂对应的15119回风巷顶底板移近量最大460 mm，两帮收缩量最大为430 mm，断面收缩率降低了26.1%。巷道围岩远近场应力调控方案取得了良好的控制效果，可为类似巷道提供理论依据与技术参考。

来源：2024年第12期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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