大变形回采巷道蝶叶型冒顶机理与控制

赵志强，马念杰，郭晓菲，赵希栋，樊 龙

(中国矿业大学(北京) 资源与安全工程学院，北京 100083)

大变形回采巷道蝶叶型冒顶机理与控制

赵志强，马念杰，郭晓菲，赵希栋，樊 龙

(中国矿业大学(北京) 资源与安全工程学院，北京 100083)

大变形回采巷道冒顶控制问题一直以来是制约煤矿安全高效回采的重大难题，根据巷道围岩蝶形塑性区理论，以保德矿大变形回采巷道围岩非均匀破坏为背景，分析了回采巷道采动应力场的非均匀演化规律及其作用下的塑性区形态特征。研究表明：① 高偏应力环境下巷道围岩塑性区会呈现蝶形分布，蝶形塑性区具有方向性，蝶叶位置会随着主应力方向的变化而改变；② 受采动影响后，回采巷道围岩中会产生较大偏应力，且最大主应力方向向回采工作面一侧发生倾斜偏转，使蝶叶位于巷道顶板；③ 顶板蝶叶内岩石遭到严重破坏，同时伴有巨大膨胀压力和强烈变形，当锚杆(索)不能承受蝶叶内围岩重量时，巷道便发生蝶叶型冒顶。提出采用接长锚杆控制大变形巷道蝶叶型冒顶的方法，现场应用效果良好，为大变形回采巷道冒顶控制提供了新手段。

回采巷道；大变形；冒顶；塑性区；长锚杆

由于巷道冒顶事故具有较高的隐蔽性、突发性和高度危险性[1]，给人们带来巨大的精神压力、心理恐惧和财产损失。回采巷道由于直接为采煤工作面服务，绝大部分开掘在煤层中，巷道围岩强度较低，且靠近扰动源，受到剧烈的采动影响，导致大量回采巷道围岩变形量大、支护体失效严重、冒顶事故时有发生，严重影响了矿井的安全生产。……