沖擊地壓礦井巷道吸能防沖液壓支架防沖效果研究

安 棟，陳 征，宋義敏，宋嘉祺，許海亮

（1.北方工業大學 土木工程學院，北京 100144；2.中國礦業大學（北京） 力學與建筑工程學院，北京 100083）

0 引 言

隨著開采深度及強度的不斷推進，掘進過程中對圍巖初始應力的影響增大，大幅提高了圍巖的沖擊傾向性。隨著工作面支護體系的重視，綜采液壓支架被廣泛應用，巷道支護在整個支護體系中成為相對薄弱環節，沖擊地壓帶來的災害更多發生在巷道中。2015年12月耿村煤礦發生沖擊地壓，造成工作面前方160 m巷道破壞[1]；2016年8月梁寶寺煤礦發生沖擊地壓，致使支護設施變形損壞嚴重[2]；2017年11月紅陽三礦運輸巷發生沖擊地壓，巷道破壞長度達200米以上；2018年龍鄆煤業10·20沖擊地壓造成工作面100 m范圍內巷道出現不同程度破壞[3]；2020年2月龍堌礦井發生沖擊地壓造成部分支護失效[4]。因此，巷道支護受到國內外大量專家的重視，巷道支護體系的防沖擊及抗沖擊能力亟待增強。

為提高巷道支護體系的抗沖擊及防沖擊能力，潘一山等[5]通過理論分析圍巖與支護結構的動力學模型，提出提高支護剛度以及快速吸能讓位2種新的支護理念；高明仕等[6]采用理論分析及數值模擬2種方法論證內強主動支護與弱結構卸壓防沖協調機制并模擬該支護系統的抗沖擊效果；徐連滿等[7-8]通過巷道動力響應分析研究對O型棚的相關參數進行研究并提出優化；文獻[9-11]研究沖擊地壓的破壞機制論證了高沖擊韌性錨桿對沖擊能量的緩沖效果；文獻[12-13]從靜力學和動力學2個角度論證并結合相關實例論證錨桿+U型棚+液壓支架三級吸能支護系統的聯合抗沖擊能力。……