多因素下深部回采巷道变形规律与控制策略：实例与数值模拟

本文主要探讨了多因素对淮南矿区深部13-1煤回采巷道围岩变形规律的影响及其控制对策。在面对高强度应力状态下，巷道支护体普遍失效以及巷道断面收缩严重的问题，研究者采取了多元方法进行深入研究。首先，通过现场实测和模型试验，他们着重分析了埋深、巷道断面形状（如大断面与小断面矩形对比）、尺寸、巷道面长、采高以及支护体长度等因素对围岩变形的影响。研究发现，随着埋深增加，围岩的径向应变呈现出从浅部的拉伸转为深部的零应变，再到拉压交替分布，并最终发展为非线性大应变。同时，大断面巷道虽然围岩移近量较大（较小断面矩形增加了0.45米），但其收敛率却有所降低。 其次，通过数值模拟技术，研究者确定了影响13-1煤回采巷道围岩变形的关键因素顺序，即埋深>采高>支护体长度>巷道面长。具体到900米深度时，顶底和两帮的移近量达到了惊人的650毫米。为了有效控制这种变形，提出的控制对策包括：优化开掘方位以减轻矿压影响，强化帮部和顶部的支护，优化巷道断面设计，例如采用大断面预留较大变形空间、采用直墙平顶的拱形结构，加强巷帮的支撑，实施超前自移支架以控制顶板，以及对信号柱适时进行补强支护。 工程实践结果显示，这些综合控制技术在实际应用中有效地控制了深部回采巷道的围岩变形，确保了巷道在服役期间的安全使用。本文的研究对于理解和管理矿井深部巷道的稳定性具有重要的指导意义，为类似矿井的巷道设计和施工提供了科学依据和技术支持。