淺埋煤層綜采工作面回撤通道頂板支護(hù)技術(shù)研究

楊 尚，寧建國(guó)，商和福，茹文凱，郝嘉偉

(山東科技大學(xué) 礦山災(zāi)害預(yù)防控制省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，山東 青島 266590)

在鄂爾多斯礦區(qū)，煤層普遍埋藏較淺，地質(zhì)條件較好，礦井多采用預(yù)掘回撤通道進(jìn)行“搬家”倒面工作，減少了工作面接替的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)礦井高產(chǎn)高效。工作面末采期間，回撤通道在超前支承壓力影響下，巷道頂板下沉明顯，支護(hù)結(jié)構(gòu)失效現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，如出現(xiàn)網(wǎng)兜、錨桿(索)屈服破斷等。為保證回撤安全，對(duì)回撤通道圍巖需加強(qiáng)支護(hù)，保證工作面回撤安全[1-5]。

目前，國(guó)內(nèi)學(xué)者針對(duì)回撤通道圍巖支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)已取得眾多成果。例如，杜善周[6]等通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的方法，確定回撤通道補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)參數(shù)，提出補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)方案。也有不少學(xué)者[7-11]采用離散元和有限差分方法等數(shù)值分析方法，對(duì)回撤通道支護(hù)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。侯殿坤[12]等通過(guò)理論分析、支護(hù)設(shè)計(jì)及工程試驗(yàn)，提出工作面動(dòng)壓影響下回撤巷道圍巖體“錨桿+錨索+雙層金屬網(wǎng)+底板噴混凝土”的聯(lián)合支護(hù)方案。上述研究結(jié)果，對(duì)淺埋煤層綜采工作面回撤通道頂板穩(wěn)定性控制具有一定的借鑒意義，但是從理論模型入手，定量確定頂板補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)參數(shù)的研究較少。為此，本文以高家梁煤礦20117工作面回撤通道為工程背景，采用理論分析和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)相結(jié)合的方法，建立回撤通道錨固梁結(jié)構(gòu)力學(xué)模型，確定錨固梁承受的最大拉應(yīng)力，提出巷道合理補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)參數(shù)；最后進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)，該研究為類似的支護(hù)工程問(wèn)題提供科學(xué)有效的技術(shù)參考。……