大变形回采巷道蝶叶型冒顶机理及控制策略

"大变形回采巷道蝶叶型冒顶机理与控制" 在煤炭开采过程中，大变形回采巷道的冒顶问题一直是煤矿安全生产的一大挑战。这篇由赵志强、马念杰、郭晓菲等人发表在《煤炭学报》上的研究论文深入探讨了这个问题，并提出了新的解决方案。研究基于巷道围岩的蝶形塑性区理论，以保德矿的大变形回采巷道为例，分析了采动应力场的非均匀演变规律以及这种情况下塑性区的形态特征。 首先，研究发现，在高偏应力环境下，巷道围岩的塑性区呈现出蝶形分布。这种蝶形塑性区具有方向性，其位置会随着主应力方向的变化而动态调整。这意味着巷道的稳定性受到主应力方向的显著影响。 其次，采动过程会导致巷道围岩内部产生显著的偏应力。特别是在最大主应力方向向回采工作面一侧发生倾斜偏转时，蝶形塑性区往往会集中在巷道的顶板区域。这增加了顶板破坏的风险，因为顶板蝶叶内的岩石遭受严重破坏，伴随着强烈的膨胀压力和变形。 再者，当巷道支撑系统如锚杆或锚索无法承受蝶形区内围岩的重量时，就会引发蝶叶型冒顶事故。这种冒顶形式对巷道结构的破坏性极大，严重威胁到采矿作业的安全。 针对这一问题，研究团队提出了一种创新的控制方法——采用接长锚杆技术来应对大变形巷道的蝶叶型冒顶。通过现场应用，这种方法显示出了良好的效果，有效地抑制了冒顶的发生，为大变形回采巷道的冒顶控制提供了一个新的策略。 该研究的重要性在于它不仅揭示了大变形回采巷道冒顶的机理，还为实际工程提供了科学的防治措施，对于提高煤矿的安全生产水平和效率具有重要意义。通过深入理解巷道的力学行为和破坏模式，可以更准确地设计和支持策略，减少冒顶事故，保障矿工的生命安全和煤炭生产的可持续性。