沖擊地壓礦井綜采工作面兩巷超前支護(hù)液壓支架研究

潘一山，高學(xué)鵬，王 偉，肖永惠

(1.遼寧大學(xué) 環(huán)境學(xué)院，遼寧 沈陽 110036；2. 東北大學(xué) 深部金屬礦山安全開采教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧 沈陽 110819；3.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 力學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 阜新 123000)

0 引 言

隨著我國煤炭開采深度增加和開采強(qiáng)度增大，煤礦沖擊地壓問題愈發(fā)嚴(yán)重。沖擊地壓礦井綜采工作面兩巷超前支護(hù)區(qū)域受回采影響，其應(yīng)力通常能達(dá)到原巖應(yīng)力的2～5倍[1]，圍巖變形破壞嚴(yán)重，支護(hù)體失效頻繁，更是沖擊地壓等事故頻發(fā)之地。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2016—2020年我國共發(fā)生9起沖擊地壓事故，均為巷道沖擊地壓事故，共造成68人死亡，其中5起發(fā)生于綜采工作面兩巷超前支護(hù)區(qū)域，造成41人死亡，占總死亡人數(shù)的60.3%。國內(nèi)外學(xué)者圍繞回采巷道圍巖變形破壞及控制進(jìn)行了大量研究。宋振騏等[2]提出的“傳遞巖梁理論”和錢鳴高等[3]提出的“砌體梁理論”表明，綜采工作面的回采不可避免地在前方煤巖體產(chǎn)生應(yīng)力集中，對兩巷圍巖造成不同程度破壞。謝和平[4]指出深部開采具有強(qiáng)擾動、強(qiáng)時效特性，加速煤巖體材料力學(xué)性能劣化和巷道圍巖變形破壞。經(jīng)多年實(shí)踐，我國逐漸形成以錨桿(索)支護(hù)為主體的巷道圍巖控制格局，應(yīng)用較廣的巷道支護(hù)理論主要包括：新奧法支護(hù)理論、聯(lián)合支護(hù)理論、松動圈支護(hù)理論、圍巖強(qiáng)度強(qiáng)化理論、錨桿預(yù)應(yīng)力支護(hù)理論以及沖擊地壓巷道三級支護(hù)理論等[5-6]。目前我國工作面兩巷超前支護(hù)區(qū)域多采用“單體液壓支柱+金屬梁”形式加強(qiáng)支護(hù)，但由于支護(hù)強(qiáng)度低、穩(wěn)定性差，易造成安全事故[7]?！?br>