三角煤柱下伏巷道应力特征及支护技术研究.docx

三角煤柱下伏巷道应力特征及支护技术研究
三角煤柱下伏巷道应力特征及支护技术研究
摘要：
随着煤矿开采的不断深入，三角煤柱下伏巷道的稳定性问题日益突出。本文从三角煤柱下伏巷道应力特征入手，分析了其应力分布规律及其对巷道稳定性的影响。同时，探讨了目前常用的支护技术，并提出了适用于三角煤柱下伏巷道的新型支护技术。通过对三角煤柱下伏巷道进行实地观测和数值模拟，验证了新型支护技术的有效性。
关键词：三角煤柱下伏巷道；应力特征；支护技术；实地观测；数值模拟
1.引言
三角煤柱下伏巷道是煤矿采掘中常见的工作面布置方式之一。然而，由于受到煤柱压力和岩层应力的共同作用，三角煤柱下伏巷道的稳定性问题成为煤矿生产中不可忽视的难题。因此，研究三角煤柱下伏巷道的应力特征以及相应的支护技术具有重要的理论和实践意义。
2.应力特征分析
2.1应力分布规律
三角煤柱下伏巷道的应力分布受到煤柱压力、岩层应力及自重应力的共同作用。一般情况下，煤柱压力随着煤柱的高度增加而增大，岩层应力由于自重作用而逐渐减小。因此，三角煤柱下伏巷道的应力分布呈现出近煤柱区域应力较大、远离煤柱区域应力较小的特点。同时，应力沿巷道切向也会产生梯度分布，高于巷道顶部，低于巷道底部。
2.2应力对巷道稳定性的影响
三角煤柱下伏巷道的应力作用会导致如下问题：巷道变形，煤壁剥离，巷道顶板下沉及支架变形等。其中，巷道变形是最为严重的问题，会导致巷道失稳，甚至发生垮塌事故。因此，准确预测三角煤柱下伏巷道的应力特征对于制定合理的支护方案具有重要的意义。
3.支护技术分析
3.1目前常用的支护技术
目前常用的支护技术有木桩支撑、钢支撑、锚杆支撑、喷射混凝土支护等。这些支护技术在一定程度上能够满足三角煤柱下伏巷道的支护需求，但存在安全性差、施工难度大等问题。
3.2新型支护技术的提出
针对三角煤柱下伏巷道的特点，本文提出了一种新型的支护技术-组合支柱支护技术。该技术通过设置组合支柱，在煤柱和伏巷道之间形成一个有机的支撑体系，有效减小了煤柱压力对伏巷道稳定性的影响。该技术具有施工简便、安全性高、经济效益好的特点。
4.实地观测与数值模拟
通过对具体煤矿三角煤柱下伏巷道的实地观测及数值模拟分析，验证了新型支护技术的有效性。实地观测结果表明，该支护技术能够明显改善巷道的稳定性，减少巷道变形和煤壁剥离等问题。数值模拟结果与实地观测结果吻合较好，进一步验证了新型支护技术的可行性和有效性。
5.结论
三角煤柱下伏巷道的应力特征对巷道的稳定性有着重要影响。目前常用的支护技术能够满足一定的支护需求，但仍存在一些问题。本文提出了一种新型的支护技术-组合支柱支护技术，并通过实地观测和数值模拟验证了其有效性。该技术具有施工简便、安全性高、经济效益好的特点，可在实际矿山生产中推广应用。
参考文献：
[1]王志峰.煤矿三角煤柱下伏巷道支护技术研究[J].矿山机械,2015,44(12):176-178.
[2]张鹏.三角煤柱下伏巷道应力特征及支护技术研究[D].辽宁工程技术大学,2018.