回撤通道直接顶下沉量计算及其影响因素分析

王树帅，王志强，黄鑫，苏泽华

1.中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院，北京 100083；

2.中国矿业大学(北京)能源与矿业学院，北京 100083

综采工作面的设备回撤是矿井生产的重要环节，目前设备回撤工艺主要有无预掘回撤通道、预掘单回撤通道和预掘双回撤通道3种[1]。回撤通道直接顶下沉量对设备回撤具有重要影响，因此确定回撤通道直接顶下沉量及分析其影响因素，对保证工作面贯通和设备回撤期间的安全具有重要意义[2]。

巷道围岩变形的形成机制一般分为3种[3-5]：一是上覆岩层传递给围岩的自重应力；二是由工作面回采导致围岩应力场的叠加；三是岩体本身强度较低。目前确定直接顶变形主要有理论分析、数值模拟和现场实测3种方法。

关于直接顶变形，公认的观点为基本顶对直接顶的给定变形[6-7]。钱鸣高等[6]推导了直接顶变形压力公式，分析了直接顶变形规律，得出直接顶变形与支架作用力无关，是基本顶作用其的给定变形；高峰等[7-8]、杨慧斌等[9]建立了回撤通道基本顶给定变形条件下直接顶的力学模型，运用能量原理及变分法对通道直接顶下沉量进行了求解，并探讨了顶板下沉量、支架工作阻力、直接顶高度、直接顶弹性模量及基本顶回转角之间的相互关系；万镇[10]建立了基本顶在支架后方断裂时直接顶力学模型，将其简化为一端固定的悬臂梁，建立梁的挠曲线近似微分方程并积分，求解出直接顶的转角和挠度；马新根等[11]对切顶卸压自成巷不同区域(煤体支撑区、动压承载区和成巷稳定区)的巷道直接顶，分别建立不同的梁力学模型，得到了不同类型的直接顶下沉变化量；……