为得到困难条件下大变形巷道围岩的变形机理与控制对策,以困难条件下巷道的类型划分和特点为基础,总结了巷道围岩表面变形特征和内部的变形与结构特征,详细分析了高应力大变形破坏、底鼓型巷道系统失稳、采动巷道的变形破坏、结构面错动变形机制、围岩与支护结构不耦合五类主要变形机制。结合巷道围岩控制理论研究与工程实践,提出了目前困难条件下矿井巷道支护存在的主要问题、难点与控制关键。最后,结合工程实践,分别介绍了高应力软岩巷道、大断面斜井穿越采空区、承受采动影响巷道的围岩支护技术及应用效果。

针对王洼二矿软岩回采巷道掘进初期顶板变形严重,在顶板弱含水的长期作用下,掘后顶板持续性整体下沉,导致支护困难的实际情况,对顶板围岩进行了成分、微结构分析和现场观测。在此基础上,分析了弱含水条件下软岩巷道顶板变形破坏的机理:即巷道微结构宏观发育和围岩物理力学强度低是巷道掘进初期顶板变形的主要原因,水的存在和长期作用将会导致巷道顶板后期变形更为严重。提出了高强度高预应力围岩控制方案并应用于实践。现场实测表明,巷道顶板最大下沉量为45 mm,并进入长期稳定状态,巷道支护状况良好。