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刚柔结合巷旁支护体研究成功

2018-04-11

  新型沿空留巷方式——自适应荷载巷旁支护体(墩柱体)沿空留巷,采用墩柱作为沿空留巷巷旁支护体,其最大承载力为39.6 MPa,最大变形量约为其高度的0.1倍,墩柱体巷旁支护既有普通密集支柱支护所具有的刚性特征外,又具有一定压缩性。这是中国矿业大学(北京)郭东明教授团队的成果。


  沿空留巷技术一直处于发展状态,尤其是巷旁支护体材料的选择。矸石墙、木棚、混凝土块、密集支柱等均被选为支护材料。但木垛材料轻便,易架设,缺点是密封性能差,支护阻力小,消耗量大;矸石带、混凝土砌块、密集支柱等支护阻力满足要求,但是需要较高的机械化,施工强度太高。

1—上挡口槽;2—上档口板;3—加强筋;4—单体支撑座;5—吊钩;6—上节钢筒;7—下节钢筒;8—卸压口;9—垫板

墩柱结构


  为了解决梧桐庄煤矿182802工作面沿空留巷工作面支护问题,研究人员研发了由2节无缝圆钢管组成的墩柱,内部填充砂石散体材料,当上节受到向下荷载时,会向下移动。根据沿空留巷的围岩力学模型,计算出支护参数并确定了墩柱的施工工艺(包括打设墩柱,泵注砂石混合料,加强支护三步)。


  沿空留巷矿压监测结果显示,墩柱式沿空留巷巷道顶底板及两帮变形最大值分别为400、310 mm,巷道最大断面收缩率为11.7%,断面积能够保证在10 m2以上,变形量满足巷道通风及瓦斯抽采的空间要求。墩柱最大压力为25.4 MPa,墩柱最大下缩量为256 mm,既在墩柱的承载能力范围内,又满足前期切顶,后期支护的要求。


  这项研究得到了国家重点研发计划资助项目、国家自然科学基金资助项目、教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目、北京市教委科研计划一般资助项目的资金支持。


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  责任编辑:宫在芹
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