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工矿自动化2025年第11期:开切眼全生命周期顶板稳定性与精准控制技术研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:任兴云;张霁;黄辉;郝兵元;

单位:吕梁学院资源与机械工程系;Faculty of Engineering,Hokkaido University;重庆安全技术职业学院应急管理学院;太原理工大学矿业工程学院;

摘要:针对开切眼从巷道掘进到基本顶初次垮落的全生命周期顶板稳定性及其控制缺乏系统深入研究的问题,提出开切眼全生命周期的概念,将开切眼全生命周期划分为一次巷道掘进、二次扩巷、采煤设备安装、采空区直接顶垮落和采空区基本顶初次垮落5个阶段。通过理论分析得出地质条件是决定开切眼顶板稳定性的基础因素,巷道布置、巷道跨度和掘进扰动是影响顶板岩层稳定性的重要开采技术因素,支护技术是控制顶板稳定的关键措施。通过建立基本顶岩梁力学模型,对5个阶段的开切眼覆岩结构特征进行研究,揭示了开切眼顶板从弯曲下沉至冒落的时空演化和动态变化过程。针对不同阶段的顶板结构特征,提出相应的控制技术,巷道掘进阶段应采用锚网索主动支护,初采前应在液压支架后方进行切顶卸压。工业性试验结果表明,在支架后方实施爆破预裂切顶,可以预先破坏开切眼顶板的完整性,缩小采空区顶板的初次垮落步距,减弱基本顶初次来压强度,避免采空区大面积悬顶安全隐患。

关键词:综采工作面;;开切眼全生命周期;;顶板稳定性;;顶板控制;;切顶卸压

基金资助:山西省高等学校科技创新计划项目(2024L369);; 山西省基础研究计划青年项目(202503021212257)