倾斜煤层窄煤柱巷道围岩控制：合理宽度与非对称技术研究

本文主要探讨了倾斜煤层沿空异形巷道煤柱宽度对围岩控制的重要性。研究者利用传统矿压理论中的“内外应力场”概念，以及偏应力第二不变量这一特性，深入剖析了不同宽度煤柱对巷道围岩破碎机理的影响。通过对沿空斜顶巷道进行力学建模，他们发现倾斜煤层的“内应力场”影响范围大约在12.2至12.8米之间，这与水平煤层的状况存在显著差异。 倾斜煤层的特点是巷道顶板围岩会受到邻近采空区应力的深远影响，这种影响会导致偏应力值在一定程度上增加。研究者通过计算应力波动值，并结合巷道围岩的实际位移变化，最终得出结论，窄煤柱宽度的理想选择应为10米。这是考虑到巷道结构的异形特性，它使得围岩应力分布和破碎呈现出明显的不对称性。 针对这种不均匀性，研究团队提出了一个创新的围岩控制技术，即通过顶板预应力锚杆、高强度单体锚索以及桁架锚索的耦合作用，来实现非对称性的围岩管理。这种综合支护方法能够有效应对倾斜煤层巷道中复杂应力状态，确保巷道的稳定和安全性。 作者们还进行了实际工程应用的验证，通过50米试验段的工程检验，证实了这种非对称围岩控制技术的成功。该研究不仅提供了倾斜煤层巷道设计的关键参数，也为优化矿井开采安全和效率提供了科学依据。本文的研究成果对于煤矿行业的实践操作和技术改进具有重要的指导意义，特别是在资源有限且环境保护日益严格的背景下，窄煤柱留设和围岩控制技术的研究显得尤为关键。