不同充填帮位置的沿空巷道围岩变形特征及适用性研究

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随着充填开采技术的发展,巷旁充填技术也得到了广泛的应用。本文总结分析了采空区侧充填沿空留巷、巷内充填沿空留巷、预置充填体沿空掘巷三种沿空巷道的主要特点。运用理论分析与数值模拟相结合的方法,对三种不同沿空巷道的围岩结构及变形特征进行了系统分析,并研究了这三种沿空巷道在不同地质条件下的适用性。主要得到了以下结论:当充填区域顶板完整性较好时,巷内充填沿空留巷与采空区侧充填沿空留巷围岩的受力情况基本相同。当充填区域顶板完整性较差时,巷内充填沿空留巷充填区域顶板进行了支护,保护巷道顶板具有完整性和自承能力,充填帮能够及时将支护阻力传递给顶板,并将顶板沿充填帮外侧切断,减小充填帮的载荷,巷道围岩稳定性比采空区侧充填沿空留巷更加容易维护。预置充填体沿空掘巷中,掘巷前由于煤体的支撑作用充填帮的载荷比沿空留巷充填帮的载荷要小,但掘巷后巷道围岩应力重新分布,充填帮的载荷会有所增加。通过对沿空巷道围岩变形的数值模拟发现,在厚煤层及中厚煤层中采空区侧充填沿空留巷的围岩变形量最大,其次为巷内充填沿空留巷,预置充填体沿空掘巷的围岩变形量最小。在薄煤层中,采空区侧充填沿空留巷与巷内充填沿空留巷的围岩变形量相差不大,且都大于预置充填体沿空掘巷的围岩变形量。结合数值模拟结果并综合考虑沿空巷道实施成本,分析了三种沿空巷道的适用性,得到采空区侧充填沿空留巷适用于薄及中厚煤层开采,巷内充填沿空留巷及预置充填体沿空掘巷适用于厚煤层及中厚煤层开采。
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