针对深埋大断面开切眼大厚度泥岩顶板易发生冒顶的问题,以张家洼煤矿9 m宽的大断面开切眼为研究对象,采用室内试验、现场实测、理论分析及数值模拟等研究了该类巷道的围岩变形破坏特征与应力场分布特征,揭示了冒顶机理,并提出了锚网梁+长短锚索的梯次主动支护与单体柱+木垛的联合被动支护相组合的协同控制技术。结果表明:发生冒顶的内在原因是直接顶的大厚度泥岩强度低,外在原因是水对泥岩的崩解破坏、单体柱反复加卸载的疲劳损伤以及深部高应力,主要原因是支护参数不合理。通过梯次支护中9.3 m的短锚索与锚网梁将顶板中下部的软岩有效组合在一起,形成一个具有承载作用的锚固体,且受力均匀;通过梯次支护中12.3 m的长锚索将该锚固体悬吊于深部稳定岩层。再配合该联合被动支护的有效支撑与信号作用,协同实现该条件下巷道围岩的有效控制。采用梯次支护技术后,1305开切眼围岩稳定性显著提高。

山西省高等学校科技成果转化培育项目(JYT2019015)；山西省重点研发计划（201903D121075）；

0 引言
1 1305开切眼工程背景与冒顶概况
2 1305开切眼地质力学测试
2.1 1305开切眼地应力测试
2.2 1305开切眼围岩物理力学特性测试
2.3 1305开切眼现场顶板钻孔窥视
2.4 15#煤层直接顶泥岩水理特性
3 1305开切眼冒顶机理分析
4 深埋大断面开切眼大厚度泥岩顶板梯次支护优化方案
5 1305开切眼支护优化数值模拟
5.1 模型建立与模拟方案
5.2 1305开切眼围岩塑性区
5.3 1305开切眼围岩水平应力分布
6 现场实施效果
7 结语

陈立虎,张百胜,邸旭峰,郭俊庆.深埋大断面开切眼大厚度泥岩顶板冒顶机理及其梯次支护技术研究[J].煤炭技术,2022,41(01):25-30.DOI:10.13301/j.cnki.ct.2022.01.006.