金属矿山

作者：尹博,王睿,张连昆,杨俊峰,李先峰,杨瑞宙

单位：1. 内蒙古工业大学资源与环境工程学院,内蒙古 呼和浩特 010051;2. 伊金霍洛旗呼氏煤炭有限责任公司淖尔壕煤矿,内蒙古 鄂尔多斯 017205;3. 山东能源新矿内蒙古能源有限责任公司,内蒙古 鄂尔多斯 016279;4. 内蒙古煤矿设计研究院有限责任公司,内蒙古 呼和浩特 010010

关键词：浅埋多煤层,穿层掘进,围岩变形,局部冒顶,协同支护,

为解决浅埋多煤层斜巷穿层掘进过程中软硬复合顶板变形大、易离层、支护难等问题,以淖尔壕煤矿2-3 煤辅运斜巷为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的研究方法,通过对比分析无支护和现有支护条件下巷道围岩塑性区及软硬复合顶板易离层区特征,发现现有支护参数下仍不能有效预防局部冒顶发生,为此提出了长短锚索协同支护优化设计方案。结果表明:煤岩斜巷穿层掘进中,当距离软硬复合顶板较近时,巷道受剪切破坏与张拉破坏共同作用,导致围岩塑性区探入顶板离层区内,极易引发冒顶。另外,按照等长锚索布置时,虽可提高支护效果,但塑性破坏区范围未完全处于锚杆、锚索的锚固范围内,仍存有冒顶事故发生可能。根据斜巷掘进层位与局部冒顶易发区的复合顶板特征将现有支护的等长锚索布置方式变为长、短锚索相间布置后,顶板下沉量进一步减小至40 mm,塑性区范围处于锚杆、锚索支护范围内。长短锚索协同支护优势在于长锚索锚固端若处不稳定岩层,则以短锚索补强,确保始终存在锚固与稳定岩层中的锚索。从而有效控制围岩,防止冒顶事故的发生。结合现场监测分析结果,巷道围岩变形明显减小,稳定性升高,可以有效地提高巷道的稳定性和安全性。研究结果将为巷道围岩稳定性分析及巷道穿层支护设计提供参考依据。

来源：2025年第2期

《金属矿山》期刊编辑部

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