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河南理工大学学报(自然科学版)2026年第02期:厚硬顶板巷道切顶卸压机理及小煤柱护巷围岩控制技术研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:陈晓祥;王冬冬;

单位:河南理工大学能源科学与工程学院;煤炭安全生产与省部共建协同创新中心;

摘要:目的 为研究直覆厚硬顶板邻近工作面切顶卸压效应和沿空掘巷小煤柱合理留设宽度,开展厚硬顶板巷道切顶卸压机理及小煤柱护巷围岩控制技术研究。方法 以同宝煤业15号煤层15107工作面回风巷为研究对象,采用理论计算、数值模拟和现场工业性试验方法,研究直覆厚硬顶板条件下切顶卸压留小煤柱沿空掘巷围岩应力分布规律。结果 结果表明:15106工作面运输巷切顶高度取21 m时能够切断上层厚硬顶板;理论计算得出沿空掘巷小煤柱宽度范围为4.807~5.225 m;切顶后,采空区右侧实体煤中的围岩应力显著下降,沿空掘巷围岩应力更为缓和;切顶有效降低小煤柱内部垂直应力峰值;切顶后煤柱宽度为3,5,7,9 m时数值模拟结果显示,煤柱宽度由3 m增至5 m,煤柱帮顶板表面垂直应力峰值增幅高达166.31%,煤柱宽度由5 m增至9 m,煤柱帮顶板表面垂直应力峰值变化幅度均小于27.32%。结论 现场试验表明,留设5 m宽的小煤柱,并对15107回风巷进行合理支护,受工作面回采影响后,巷道的围岩变形均在200 mm以下,采用深孔预裂爆破切顶卸压效果明显,满足15107工作面安全生产要求,可以为类似条件煤矿生产提供借鉴和参考。

关键词:厚硬顶板;;小煤柱;;切顶卸压;;沿空掘巷;;围岩控制

基金资助:国家自然科学基金资助项目(U1504515)