掘进工作面空顶区顶板围岩结构稳定性及关键影响因素分析

孟维波

（山西宏厦第一建设有限责任公司， 山西 阳泉 045008）

引言

煤矿巷道的快速掘进是保证煤矿生产接替的重要支撑，在掘进过程中遇到各种各样的问题，王琳琳通过加固顶板理论和注浆加工工艺处理顶板破碎问题，实际应用中有良好的表现[1], 张建武在顶板、底板以及煤层复杂力学理论的基础上，制定了有效的坚硬顶板控制方案，并得到了实验验证[2],杨仁树、马长乐等在先进掘进设备和掘进理论的基础上，在实际掘进巷道的过程中找到了影响巷道快速掘进的因素，在支护方案的指导下实现了巷道的快速掘进[3-4]。本文从掘进巷道的空顶区切入，分析了影响其变形和位移的因素，为矿井掘进巷道处理空顶区围岩结构提供了理论参考。

1“C+”结构与空顶区顶板关系分析

随着巷道的掘进，根据巷道围岩的受力状况以及支护状态可将掘进区域划分为掘进迎头区、空顶区以及支护区，如图1所示。掘进迎头区因为形状类似C形，又叫迎头C形区，迎头C形结构由周围以及两帮岩体组成，支护区是巷道已经支护的区域，空顶区为迎头C形区与支护区之间的部分，空顶区因为未进行任何支护，因此存在顶板垮落以及片帮的问题。掘进迎头区的C形结构以及支护区的锚杆锚索支护共同支撑起了空顶区，维持空顶区的稳定性，将此结构称为“C+”结构。如果支护区未进行及时支护，只有掘进迎头区支撑巷道，小范围的支撑作用并不能很好地保证空顶区的稳定，因此，在支护区与掘进迎头区共同作用下，空顶区的顶板才能安全。……