无煤柱自成巷动压承载支护作用机理与设计方法

摘要

为探究切顶卸压无煤柱自成巷开采动压影响期间巷内临时支护的设计方法,分析了自成巷道顶板结构的演化过程与变形特征,阐明了动压承载临时支护的作用机理,基于Hoek-Brown强度准则,建立了切顶短臂梁顶板破断力学模型,利用极限分析上限法,推导出了短臂梁在临界位置断裂时的支护阻力计算方法,探究了有关因素对支护阻力大小的影响规律,将设计方法应用至柠条塔矿现场试验,效果良好.研究表明:动压承载临时支护的作用为控制顶板离层变形并适应顶板回转变形;支护阻力随着顶板岩体容重、上覆岩层垂直应力、采动应力集中系数和巷道宽度的增大而逐渐增大,随着顶板岩体内聚力、内摩擦角、碎胀矸石支承系数、短臂梁顶板厚度和支护非对称系数的增大而逐渐减小.相较于其他因素,顶板岩体内聚力、上覆岩层垂直应力与巷道宽度对支护阻力的影响更加显著.