# 大倾角综放开采巷道变形破坏机理及不对称耦合支护技术

《Energy Exploration & Exploitation》：Deformation failure mechanism and asymmetric coupling support technology of roadways in large dip angle fully mechanized top coal caving mining

　　

邹庄煤矿(Zouzhuang Coal Mine)7403大倾角综采放顶煤开采工作面一侧为采空区(gob)；回风巷沿底板掘进，运输巷沿顶板掘进，工作面沿煤层底板开采。巷道围岩(surrounding rock)的变形破坏表现出明显的不对称性。采用常规全断面等强对称支护形式无法保证巷道围岩的稳定性。以7403工作面为工程背景，采用理论分析(theoretical analysis)、数值模拟(numerical simulation)与现场实测(field measurement)相结合的研究方法，确定了变形破坏关键区域。研究人员提出了巷道不对称耦合支护技术，并对不同支护方案的支护效果进行了对比分析。结果表明：(a)巷道不对称变形破坏特征的主要原因是巷道两侧的布置层位和岩性不同，运输巷高帮和回风巷低帮是巷道围岩变形破坏的关键部位；(b)在原有“锚带网索”对称支护基础上，对产生差异性变形破坏的关键部位采用穿层锚索(through-layer anchor cable)进行加强支护，实现大倾角煤层巷道围岩变形破坏关键部位的耦合支护；(c)对比分析了不同支护方案（无支护、对称支护、不对称支护）下巷道围岩的控制效果，巷道采用不对称支护技术后，巷道两帮水平应力(horizontal stress)增大，剪切力(shear force)分布更加均匀，塑性破坏区(plastic failure zone)范围明显减小，巷道围岩稳定性提高，变形量减小。

# 大倾角综放开采巷道围岩变形破坏机理与不对称耦合支护技术研究解读

## 一、研究背景与科学问题

在中国，大倾角煤层储量约占探明可采煤炭资源的15%，年产量约占全国煤炭总产量的8%~10%，且呈现增产趋势。受大倾角煤层地质赋存条件影响，围岩结构呈不对称分布，巷道围岩变形破坏特征与近水平煤层巷道存在显著差异。国内外学者针对大倾角煤层巷道围岩稳定性问题开展了大量研究，但多数工作仅针对缓倾斜近水平煤层，针对大倾角煤层综采放顶煤开采(fully mechanized top coal caving mining)巷道的研究相对匮乏。邹庄煤矿(Zouzhuang Coal Mine)7403工作面为大倾角综放工作面，