大采高厚顶煤综放巷道围岩变形与支护优化研究

大采高厚顶煤回采巷道围岩控制是煤炭开采中面临的重要挑战，特别是在我国丰富的厚煤层资源中，采用高产高效的综放开采方法如3.5~5.0米的大采高综放，使得巷道的稳定性和安全性成为关键。针对这一问题，本文以同忻矿2101运输巷为例，通过综合运用实验室实验、数值模拟分析以及现场应用监测技术，深入探讨了厚顶煤回采巷道的围岩力学性质和变形破坏机制。 研究发现，随着巷道围压的增大，煤岩样品的峰值强度和变形显著增强，表现出明显的塑性变形，甚至会出现塑性强化和扩容现象。这表明随着压力的增加，煤岩的性质从延性向脆性转变，增加了围岩控制的复杂性。巷道顶板、两帮和两肩是围岩破坏的主要区域，其中高剪切应力和水平压应力起着决定性的作用。巷道顶部和两侧的应力升高区相互连通，形成了一个深层承载结构，而内部破碎的煤岩是围岩控制的核心。 为了有效应对这些挑战，作者提出了一系列巷道支护方案，并通过模拟分析对比了各个方案的效果。经过细致的评估，确定了最优化的支护方案，并在实际现场进行了试验。结果显示，实施后的支护措施能够有效地控制巷道变形，保持围岩的完整性与稳定性，从而满足矿井安全生产的需求。 总结来说，本文的研究揭示了大采高厚顶煤回采巷道围岩破坏的关键因素和控制策略，为提高厚煤层综放开采的安全性和效率提供了科学依据和技术支持。通过对现场试验数据的验证，证明了合理选择和实施巷道支护措施对于防止巷道破坏、确保矿井稳定运行的重要性。