高应力大断面煤巷锚杆索桁架系统试验研究

严 红，何富连，徐腾飞，蒋红军，高 升

（中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院，北京 100083）

1 引 言

近十年来，随着我国经济建设的飞速发展，煤炭资源开采量呈逐年大幅递增趋势。数据统计显示，2011年我国煤炭产量已达 35.2亿 t，较 2001年煤炭产量增长317.1%。一方面，原煤炭工业部颁发的《缓倾斜、倾斜煤层回采巷道围岩稳定性分类》中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类稳定和中等稳定回采巷道开掘量逐年减少，而Ⅳ、Ⅴ类复杂困难巷道数量及其控制难度呈现快速上升态势，煤巷冒顶事故不断[1－2]。另一方面，锚杆索支护凭借其支护速度快、劳动强度低、运输方便等优势成为回采巷道首选的支护形式，应用范围越来越广[3]。但是，对于复杂困难煤巷而言，如高应力大断面复合顶板煤巷，采用常规加大锚杆（索）支护密度或直径等方法难以起到有效作用，亟需研究和试验新型支护系统控制巷道围岩大变形或顶板离层，避免类似困难煤巷顶板冒顶事故的发生。

国内外学者对具有高应力、大断面、复合顶板特征的复杂煤（岩）层巷道稳定性分析和控制技术方面开展了大量研究。冯夏庭等[4]提出综合集成智能分析与动态优化设计方法研究地下高应力硐室工程稳定性。方新秋等[5]针对孔庄矿深部高应力典型软岩巷道变形特征，提出锚网索喷与锚注联合支护技术。高峰等[6]分析了复合顶板巷道破坏特征及锚杆索主动支护作用。岳中文等[7]结合室内相似模拟实验结果，分析了锚杆索支护下大断面复合顶板煤巷变形特征。……