深部复合顶板巷道变形破坏特征及支护技术

秦海忠¹，付玉凯²，王涛²

1. 晋城蓝焰煤业股份有限公司成庄矿2. 天地科技股份有限公司开采设计事业部

摘 要：针对深部复合顶板巷道易冒顶、大变形、难支护等问题,以晋城蓝焰煤业股份有限公司成庄矿53182巷为研究对象,分析了深部复合顶板巷道变形破坏特征:顶板变形以浅部离层为主,离层主要出现在不同岩层分界面处;顶角和顶板两侧锚杆主要在煤岩分界面处出现明显剪切变形,顶板中部锚杆在弱胶结岩层和锚杆锚固段与自由段分界面处剪切变形较大;顶板岩层经历了巷道初掘时原岩状态及巷道掘出后稳定状态、临界失稳状态、失稳状态的过程。数值模拟结果表明:随着锚杆预紧力的增加,顶板塑性区范围和垂直位移明显减小,锚杆对顶板离层和下沉的抑制作用更好;高预应力锚杆发挥了主动支护作用,同时大幅度提高了围岩的自承载能力。提出了高预应力长短锚索相结合、配合钢筋网和W钢带的深部复合顶板巷道支护对策,可大幅度提高复合顶板支护刚度,对顶板下沉和离层形成约束,增强复合顶板岩层整体稳定性。工程实践表明:高预应力支护有效控制了复合顶板离层和下沉,浅部离层值控制在30mm以内,深部离层值控制在10mm以内,两帮移近量控制在80mm以内,顶板下沉量控制在43mm以内,巷道围岩稳定性、完整性良好。

关键词：复合顶板;深部巷道;巷道变形破坏;巷道支护;高预应力;