煤炭科学技术

作者：贾后省, 张志明, 刘少伟, 彭博, 于辉, 邵帅钦, 王艺博,

关键词：大倾角, 极近距离煤层群, 重复采动, 回采巷道, 支护,

大倾角极近距离煤层群开采过程中，巷道受多重采动影响，支护维护困难。针对此类问题，以代池坝煤矿大倾角极近距离煤层群重复采动巷道31233运输巷为工程背景，主要采用数值模拟和现场试验研究方法，研究了巷道围岩应力环境演化特征及其作用下巷道围岩破坏规律，设计了有利于围岩塑性破坏分布收敛的非对称屋顶断面，提出了基于巷道围岩塑性区分布规律的非均匀锚杆（索）支护设计方法。研究结果表明：大倾角极近距离煤层群重复采动影响条件下，巷道周边双向主应力差值较大且方向偏转，导致巷道围岩周边破坏呈现非均匀、局部湮灭、最大破坏深度偏转等蝶形特征，巷道内错位置和断面形状决定了巷道破坏形态和范围，内错距直接影响了其围岩塑性区分布与扩展的程度，而坚硬岩层的存在造成塑性区局部湮灭。当巷道内错距离大于17 m时，巷道周边应力趋于稳定，其围岩塑性区大小与形态无明显变化，内错位置大于该距离时，对巷道的围岩稳定性最有利。巷道断面的单边跨度尺寸决定了其所在侧的塑性破坏深度，当巷道断面为非对称屋顶断面时，围岩塑性分布收敛程度显著。巷道断面设计时，巷道最长边应位于坚硬岩层侧且尽量避开最大破坏深度方向，以便充分利用坚硬岩层塑性区湮灭特性，避免巷道围岩塑性区蝶叶过度扩展。因此，可充分利用大倾角非对称屋顶形巷道断面的几何特征，基于巷道围岩塑性区分布规律与合理锚固层位分布特征，进行非均匀锚杆（索）支护设计，有效保障锚杆（索）支护力的发挥的同时，保障巷道围岩的整体稳定。同时，在31233运输巷进行了试验，布设了巷道顶板深部位移与锚索支护力监测站，监测期间顶板变形量在100 mm以内，锚索支护力发挥稳定，围岩整体控制效果较好。

来源：2025年第2期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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