复合顶板煤巷稳定性分析与锚杆支护技术研究

"复合顶板煤巷围岩稳定性分析与支护技术" 复合顶板煤巷的围岩稳定性是煤矿开采中的重要课题，特别是在西南地区的煤矿，由于地质条件复杂，采区巷道通常面临顶板为复合顶板的问题，两帮强度低，导致围岩变形量大，传统的架棚支护方式难以有效控制。对此，学者们进行了深入的研究，从顶板离层、冒落特征、煤帮变形破坏原因等多个角度探讨了复合顶板巷道的变形破坏机理。 张亮等人指出，巷道变形破坏主要是由于支护方式缺乏主动支撑，复合顶板和松软煤帮的物理力学性质差，受到围岩应力作用时，顶板容易发生离层冒落，两帮出现片帮下沉，两者之间相互影响，加剧了巷道的不稳定状态。路之浩提出，应用高性能锚杆预应力支护可以有效控制复合顶板松软煤层巷道的围岩变形，增强巷道的整体稳定性。王成帅认为，巷道顶角是剪切应力集中区域，应强化支护，确保顶板锚固层有足够的法向锚固力以防止岩层剪切滑移。 高明仕建议采用阶梯式支护，构建稳固的承载结构，以达到预期的组合强化锚固效果。马嘉星强调锚杆（索）系统能够将岩层整合为一个整体，抑制顶板离层现象的发生。张农定义了“离层破碎型顶板”，认为这种类型的顶板不宜采用常规的架棚和锚杆支护，推荐使用高性能预应力锚杆配合小孔径预应力锚索和预应力桁架系统来确保安全。 针对西南某矿的具体情况，研究者通过数值模拟和矿压监测分析了巷道围岩应力分布规律。工作面平均埋深260米，煤层厚度稳定在2.41米，倾角较小，直接顶由薄层泥岩和含夹矸的6上煤构成，形成复合顶板。研究发现，巷道两帮及顶板浅部的破坏形式多为拉剪混合破坏，而顶板浅部主要表现为拉破坏。锚杆在此过程中起到了关键作用，能够显著减少围岩深部和两帮浅部的拉剪破坏，从而提高巷道的稳定性。 根据这些研究成果，确定了巷道的支护参数，并进行了工业性试验，证实了所提出的支护方案能够有效地约束围岩变形，验证了理论研究的合理性与可靠性。这种科学的支护技术对于保障煤矿安全生产具有重要意义。