深井复合顶板煤巷变形机理及控制对策

针对深部高应力条件下复合型顶板煤巷的大变形问题，以江西曲江煤矿为例进行了现场调查、理论分析和工业试验等研究。首先，经现场调查发现该矿表现出了典型“三高”矿井的特点，加上顶板锚索和两帮锚杆无法充分发挥作用，使整个巷道支护系统失去平衡而发生破坏。然后，研究了深部高应力工作面煤巷的力学作用，认为该力学作用是一个渐进过程，其变形动力主要来自于巷道顶板压力，底板变形大是直接导致整个巷道系统失效的重要标志；另外，根据深部高应力复合型顶板煤巷的受力特征，建议应将顶板的控制作为关键部位，尽力维护顶板的完整性，提高岩层自承能力，使支护结构与围岩能够协调地工作，并提出了以“预应力桁架锚索”为主体，以“锚杆+锚索+钢筋网等支护”为辅助的综合控制技术。实践证明：经以“预应力桁架锚索”为主体的综合控制技术支护后的巷道，其变形较原支护有明显好转；监测数据表明：经91d后，巷道两帮的相对收敛速率小于1.7mm/d，而且顶底板的相对收敛量大大减少，最大值为297mm，变形速度小于1.4mm/d，处于稳定状态。