富水顶板大断面巷道围岩控制：新技术与应用

"富水顶板厚顶煤大断面巷道围岩控制技术研究" 本文主要探讨了在富水顶板条件下，厚顶煤大断面巷道的围岩控制技术，以解决巷道顶板失稳的问题。作者秦世通通过对某矿场的现场观测、探测以及室内试验，揭示了顶板支护失效导致失稳的机制。研究表明，大断面巷道的开挖会加剧顶板的塑性区和变形，而富水顶板的孔隙水压力变化会直接影响围岩的稳定性。 数值模拟结果显示，不同的开挖方案对顶板的影响显著，合理的开挖位置和方案可以减小塑性区的扩展和变形。同时，主动疏水技术的应用对于降低围岩孔隙水压力具有积极作用，能有效防止水压对巷道稳定性的影响。基于这些发现，作者提出了一种结合三阶段支护和顶板疏水的综合控制技术。 三阶段支护策略包括初期支护、中期加强支护和长期稳定支护，旨在随着巷道围岩的动态变化，提供持续且适应性的支撑。初期支护主要是为了快速封闭开挖面，防止围岩过早垮落；中期加强支护是为了应对巷道周边应力的重新分布和可能的进一步变形；长期稳定支护则考虑到随着时间推移，巷道可能出现的微小裂缝和变形，通过持续监测和调整支护方式来确保长期稳定性。 顶板疏水技术则是通过科学的排水系统设计，适时排放顶板积水，降低孔隙水压力，从而改善围岩的力学状态。这种结合疏水与支护的综合方法在实践中已被证明能够有效保障富水顶板大断面巷道的稳定，减少冒顶和片帮的风险。 近年来，随着煤炭开采规模的扩大和设备尺寸的增加，大断面巷道的围岩控制问题日益突出。特别是在富水顶板环境下，围岩控制的难度更大，因为水的存在不仅削弱了煤岩层的强度，还可能导致顶板水涌出，严重影响巷道的安全施工和稳定性。因此，本研究提出的控制技术对于改善矿井安全生产条件、预防事故的发生具有重要的理论指导和实践价值。