深部软弱破碎复合顶板煤巷稳定控制技术

孟庆彬^1,2，孔令辉³，韩立军¹，李云¹，聂军委¹，李浩¹，高杰¹

1. 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室2. 山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室3. 北京中煤矿山工程有限公司

摘 要：针对深部软弱破碎复合顶板矩形断面煤巷易冒顶、大变形、难支护等特点,基于锚杆和锚索支护理论,提出了兼具组合梁和组合拱承载效应的梁-拱锚固承载结构,分析了梁-拱锚固结构的几何特征,揭示了不同锚固参数条件下梁-拱锚固结构的形成过程及演化规律,反映了不同支护形式下煤巷顶板的锚固结构效应。采用FLAC^3D模拟研究了4种支护技术方案条件下深部软弱破碎复合顶板煤巷围岩位移与塑性区损伤扩展演化规律,揭示了不同支护技术方案对矩形断面煤巷围岩的控制效果,验证了采用基于梁-拱锚固结构的深部软弱破碎复合顶板矩形断面煤巷支护技术方案的合理性,并进行了井下工业性试验。监测结果表明,采用"梁-拱锚固结构"支护技术方案有效地控制了深部软弱破碎复合顶板煤巷离层与大变形,维持了深部软弱破碎复合顶板煤巷围岩与支护结构的稳定及安全。

关键词：深部;软弱破碎煤巷;复合顶板;梁-拱锚固结构;FLAC3D数值模拟;