空巷围岩结构失稳将在工作面前方形成强动压影响区，严重制约工作面安全高效回采。以盛平煤矿2216煤柱回收工作面为工程背景，梳理了研究现场1#空巷渐变失稳规律。基于砌体梁理论，建立考虑采空区矸石及直接顶动态压缩承载的空巷顶板结构力学模型。随后，推导得出顶板砌体梁结构动态稳定的临界判据，并分析了其形成机制及影响因素。结果表明：工作面向空巷推进过程中，维持砌体梁结构弯矩平衡所需的直接顶压缩量呈现先减小后增大的趋势；减小块体B长度、增大直接顶厚度等能够促使砌体梁结构回转失稳临界位置向铰接点O1附近转移，从而降低工作面与空巷贯通期间顶板结构失稳风险。在此基础上，建立空巷直接顶力学模型，揭示了空巷内泵送支柱应力动态响应机制及其耦合承载特性。研究表明：减小块体B长度及泵送支柱间距等将提高泵送支柱系统的耦合承载性能。提出了“水压致裂顶板结构调控+高水材料泵送支柱非对称加固”控制技术并在研究现场成功应用。监测结果表明：工作面过空巷期间，空巷围岩结构稳定，支架最大工作阻力平均为5198 kN（31.27 MPa），安全阀开启频率在4.67%～ 25.07%之间，未发生支架压死事故。工作面与空巷贯通时，空巷顶底板移近量最大为341 mm（9#空巷），泵送支柱应力最大为8.15 MPa（8#空巷）、10.31 MPa（9#空巷），耦合承载系数最大提升至0.998（8#空巷）、0.993（9#空巷）。有效确保煤柱回收工作面安全高效开采。

1 工程地质背景
1.1 工作面条件
1.2 空巷破坏特征
2 空巷顶板结构动态稳定性分析
2.1 空巷顶板结构力学模型
2.1.1 空巷顶板力学模型
2.1.2 直接顶作用力
2.1.3 采空区矸石支撑力
2.2 砌体梁结构稳定性判据
2.3 砌体梁结构动态稳定性
2.4 砌体梁稳定性影响因素
3 空巷泵送支柱受载响应机制
3.1 泵送支柱承载力学模型
3.2 泵送支柱承担载荷
3.3 泵送支柱应力响应特征
3.4 泵送支柱耦合承载特性
4 空巷支护设计及现场应用
4.1 支护方案设计
4.2 现场工程应用
5 展望
5.1 空巷顶板结构模型
5.2 泵送支柱承载特性
6 结论

张栋,郭永红,柏建彪,等.砌体梁结构下空巷围岩动态稳定机理及控制[J/OL].煤炭学报,1-18[2025-01-16].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2024.1199.