针对曹村煤矿500水平大巷围岩变形量大和支护结构失效等现象,综合采用理论分析、数值模拟和现场实测的方法分析了大巷反复破坏的关键因素,研究了巷道围岩失稳机理及塑性区演化规律。研究结果表明:相邻工作面采动影响在500水平大巷变形反复破坏中起到了主控作用。受采动应力叠加影响,巷道塑性区由圆形演化为椭圆形,帮部塑性区向深部扩展,而顶底板受高应力压缩作用,塑性区回缩。在此基础上采用“治底先治帮”的方案,修复方案实施后,顶底板变形量从1000mm减少至103mm,帮部相对移近量从1200mm减少至113mm

随着煤矿开采深度的逐渐增加,深井软岩巷道的围岩稳定控制问题已成为制约煤矿向深部发展的重大难题。为了研究深井软岩巷道的围岩控制理论和支护方法,以刘桥一矿-810 m水平Ⅱ66轨道下山为支护工程实践。采用工程地质调查、实验室试验和数值仿真等手段,系统分析了深井复杂工程地质条件下软岩下山巷道围岩变形破坏特征及失稳机理,提出了锚-网-索-注多层次组合控制方案。该方案尤其注重对巷道肩窝和帮角进行结构补强,同时对围岩变形破坏严重一侧进行加密支护。工业试验表明,采用该方案后,巷道围岩变形得到了有效控制。

深部巷道围岩变形破坏相对于浅部围岩表现出较大的不同。以斜沟煤矿皮带下山出现的巷道失稳情况为研究对象,分析了巷道所处位置地应力较大、巷道支护设计不够合理、地下水影响是导致其出现严重变形破坏的主要原因,并从深部巷道支护的特点出发,提出了锚网索喷+U钢+柔性垫板支护对策,取得了较好返修支护效果。

通过分析张双楼煤矿深部巷道围岩失稳机理,提出采用锚杆、锚索协同布置方式,从提高锚索预紧力、增打帮锚索、改进金属网连接工艺等多方面进行了支护参数的优化。现场应用证明,优化后巷道表面位移量大幅减小,大幅减少了锚杆失效和网兜隐患,避免了巷道反复扩修,保证了安全生产,支护成本降幅也十分明显。锚杆锚索协同支护技术的应用,取得了较好的围岩控制和降本效果。