煤炭科学技术

作者：高永格, 徐振铭, 洛锋, 李会园, 王鹏, 张顺, 何团, 胡佳琦, 张德鹏,

关键词：非对称拉剪破裂, 托顶煤巷道, 差异主应力, 主应力轴旋转, 主动靶向控制,

为研究差异主应力条件下巷道围岩拉剪破裂分布形态及不同破坏模式的主动靶向控制方法，以某矿深部单侧采空工作面为工程背景，采用理论分析、相似模拟、数值模拟综合研究方法，分析了差异主应力条件下巷道围岩细观拉剪破裂特征，研究了不同角度主应力轴旋转巷道围岩拉剪破裂分布形态与应力演化规律，提出了针对不同破坏模式的主动靶向控制方法。结果表明：首先，主破裂线的恶性剪切滑移是诱导围岩灾变失稳的主要因素，随主应力比（σ1/σ3）增大，主破裂滑移迹线长度呈现正相关关系，并朝围岩深部恶性扩展延深。其次，渐进的主应力轴旋转使巷道宏−细观拉剪破裂网络历经“左右异状蝶叶”蝶形−十字形−“上下异状蝶叶”蝶形的演变。依据主应力轴旋转角度围岩宏−细观拉剪破裂特征可划分为3种破坏模式：帮侧浅部张拉，角点深部滑移破裂，顶底对称收敛的破坏模式；巷道左肩角、右底角拉剪差异损伤，顶底深部异状滑移，右肩角、左底角差异变形的非对称破坏模式；顶底浅部张拉，角点深部剪切错动，帮部对称变形的破坏模式。主应力比与帮部、顶底主应力差的差值呈非线性正相关关系；主应力轴旋转时，巷道围岩的破坏规律是分阶段由不同应力分量主导的应力优势演化过程。提出了以精准靶向控制原理为基础的针对不同拉剪破裂模式的靶向控制方法，为提升支护系统效力、节约支护成本提供了理论基础。

来源：2026年第3期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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