软弱岩层下回采巷道围岩变形及控制技术研究

张金山 周饰璟

(内蒙古科技大学矿业研究院)

长期以来，回采巷道大多布置在煤层中，其不仅需要承受着上覆顶板岩层的压力，还遭受着剧烈的采动影响，在此双重应力作用下，回采巷道呈现出变形速率快、变形量大的特点。维护回采巷道的顶板稳定至关重要。为此，众多学者进行了积极探讨与理论研究。韩昌良等[1]认为巷道的剧烈变形是采场上覆岩层结构发生变化而引起的采场应力双峰现象所致；董芳庭等[2]提出的松动圈理论认为，巷道开挖会在围岩一定深度形成松动圈，其支护阻力仅需要承担松动圈内岩层的重力，但其未就采场大结构对巷道围岩的破坏做出探讨；何满潮等[3-4]则从切断采场应力传递路径的思路着手，提出了“切顶短壁梁理论”和“110工法”，认为通过在靠近回采巷道一侧的采空区顶板进行定向爆破，从而切断采场顶板应力的传递，通过恒阻大变形锚杆对顶板的悬挂，进而达到回采巷道的安全，同时还可达到少开掘一条回采巷道的目的。本文受“切顶短壁梁理论”启迪，对察哈素煤矿31305工作面的软弱顶底板岩层的回采巷道围岩变形控制展开研究。

1 31305工作面概况

31305工作面煤层厚4.3～7.38 m，平均厚5.92 m，根据矿整体安排，回采过程中留设自夹矸向上不少于0.4 m底煤，采用大采高一次采全高综合机械化采煤工艺。煤层直接底、夹矸均为砂质泥岩，从31301、31303工作面回采中发现，该泥岩遇水易膨胀、泥化，从而导致液压支架下陷严重。煤层底板标高为+929.44～+951.55 m，工作面推进长为4 224.11 m，宽300.58 m，面积为126.965 4万m2。……