巷道復(fù)合頂板變形破壞特征與冒頂隱患分級(jí)

蔣力帥,馬念杰,白 浪,李育吉,張 磊

(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)資源與安全工程學(xué)院,北京 100083)

巷道復(fù)合頂板變形破壞特征與冒頂隱患分級(jí)

蔣力帥,馬念杰,白 浪,李育吉,張 磊

(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)資源與安全工程學(xué)院,北京 100083)

煤層頂板巖性復(fù)合及分層厚度變化大,穩(wěn)定性差異顯著。針對(duì)巷道層狀復(fù)合頂板條件,采用現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)、數(shù)值模擬、理論分析等方法,研究了頂板巖層結(jié)構(gòu)分類、頂板變形破壞特征與平衡結(jié)構(gòu)及冒頂隱患評(píng)價(jià)。研究表明:巷道復(fù)合頂板巖層結(jié)構(gòu)可分為堅(jiān)硬巖層、軟弱巖層、下軟上硬、下硬上軟、軟硬漸進(jìn)、硬軟相間及軟硬相間等7個(gè)類型。對(duì)于較差的頂板巖層結(jié)構(gòu),在層面和節(jié)理影響下,巷道頂板下位分層形成離層、隨動(dòng)穩(wěn)定狀態(tài)的鉸接巖塊結(jié)構(gòu)及亞穩(wěn)定狀態(tài)的裂隙彎曲結(jié)構(gòu),其范圍和承載能力與頂板巖層結(jié)構(gòu)類型有關(guān),頂板變形和錨索延伸量呈現(xiàn)不協(xié)調(diào)性。采用錨索是否破斷失效作為分級(jí)指標(biāo),建立了冒頂隱患的分級(jí)方案,劃分了典型頂板巖層結(jié)構(gòu)的隱患等級(jí),對(duì)3個(gè)級(jí)別的冒頂隱患進(jìn)行了安全評(píng)估。

煤巷;頂板結(jié)構(gòu)類型;平衡結(jié)構(gòu);錨索延伸量;冒頂隱患分級(jí)

我國(guó)煤礦每年掘進(jìn)巷道總長(zhǎng)度達(dá)數(shù)萬(wàn)千米,由于煤礦巷道處于強(qiáng)度較低的沉積地層中,圍巖一般是由多種巖體組成的復(fù)合結(jié)構(gòu),從而導(dǎo)致巷道所處的地層條件復(fù)雜多樣,圍巖性質(zhì)千差萬(wàn)別,巷道頂板條件具有復(fù)雜性和多元性,甚至一條巷道的頂板巖層條件都會(huì)發(fā)生較大變化,且多數(shù)巷道在服務(wù)年限內(nèi)還會(huì)受到采動(dòng)影響。……