全煤冲击地压巷道多层复合支护结构力学分析及应用

摘要

针对日益严重的深部特厚煤层全煤巷道冲击地压问题,利用弹性力学理论推导了双层及四层复合厚壁圆筒在围压下的应力分布公式,对深部特厚煤层全煤巷道进行了煤体及其支护结构分区性、结构性、功能性研究,提出了由U型钢可缩性金属支架组成的约束圈,锚网索等巷道支护及围岩组成的支护圈,经过注水软化或爆破松动后所形成的卸压缓冲圈,原岩组成的完整拱形圈共4层结构所构成的巷道围岩"弱-强-弱-强"力学模型,并分析了该模型的防冲击机理.将"弱-强-弱-强"复合支护结构应用于千秋煤矿21141工作面及21221工作面,结果表明,该复合支护结构可有效控制深部特厚煤层全煤巷道冲击地压的发生.