深井含煤复合顶板的拱-梁耦合支护策略与离层控制

本文主要探讨了在深井高地应力条件下，含煤复合顶板巷道面临的离层严重问题，以山西梗阳煤矿回风巷为例。研究通过现场实地考察（顶板钻孔窥视）和理论分析，揭示了复合顶板特别是含煤层特厚情况下的离层破坏机理。在复杂地质条件下，由于岩层弱面发育、煤层厚度大且强度低，以及多层位的离层问题，传统的单一锚索支护难以有效应对。 作者们借鉴了拱-梁耦合结构理论，这是一种关键的支护策略，它能够更好地模拟和控制复杂顶板的力学行为。在原有的拱-梁耦合基础上，提出了“阶梯型束锚索强力支护系统”与高强锚杆的联合应用。这种创新的支护方式将锚索的作用分解为多个层次，形成一种多重拱-梁耦合结构，有助于针对不同层位的离层问题提供针对性的锚固，从而显著减少顶板离层现象，维持围岩的稳定性。 数值模拟技术在这项研究中起到了关键作用，它能够对新型支护方案进行预先分析，预测其在实际工程中的效果。通过数值模拟，研究者得以量化评估了阶梯型束锚索系统与高强锚杆联合支护的实际性能，并将其与工程实践相结合，进一步验证了这一方法的有效性。 结论上，这项基于拱-梁耦合结构的研究不仅提供了深入理解含煤复合顶板离层破坏机理的新视角，还为深井高地应力条件下的巷道支护设计提供了实用的解决方案。它强调了综合运用理论计算、数值模拟和现场实践经验的重要性，为保障矿井安全和提高支护效率提供了宝贵的科学依据。