深部复合顶板煤巷支护优化稳定控制研究

王宇涵,吴显廷,常文超

(中国矿业大学(北京),北京 100083)

我国的煤矿行业正处于向深部发展的阶段，复合顶板煤巷的数量和比例不断增加[1]，随之而来的是井下围岩压力的不断增大，增大的压力给矿井巷道支护的稳定性提出了更高的要求，原有的在浅部的支护方案已不适用于深部巷道，巷道的安全性和稳定性亟待解决。复合顶板作为井下巷道常见的顶板条件自然成为了专家学者的重点研究对象[2-5]。

复合顶板即离层性顶板，是一种在岩性和岩石的力学性等方面特殊组合的直接顶。复合顶板的岩层厚度大，不稳定因素大，其中包含了许多软弱岩层、煤层，甚至有的地方会出现厚度极薄的煤线。在巷道的挖掘和爆破工作中极易出现因为高应力的压迫而导致顶板出现断层和冒落。有关于复合顶板的研究很多：伍中建等[6]以江西曲江矿西大巷为例，设计出了“锚网+U29半圆钢架+围岩胶结注浆”联合支护，对于巷道支护优化起到了很好的支护效果，利用数值模拟；肖同强等[7]发现了深部高应力巷道的变形破坏机制和提出了相关巷道的支护方案，取得了较为理想的结果，巷道的稳定性得到了提高；余伟健等[8]针对高应力巷道变形机理问题，提出以“预应力桁架锚索”为主体的综合支护技术；张永青等[9]通过观测试验方法和数值模拟解释了分析巷道破坏机制和巷道破坏过程，提出了锚网梁+预应力桁架锚索梁的联合支护方式；何满潮等[10]对夹河矿2442工作面巷道进行地质条件的分析，使用数值模拟提出了锚网索耦合支护设计方案。……