多场耦合下窄煤柱沿空巷道底板非对称变形机理及控制对策

摘要

针对窄煤柱沿空巷道底板非对称变形支护困难的工程难题，考虑工作面回采扰动、地下水渗流及支护阻力对巷道围岩强度的弱化-强化效应，构建地应力、回采扰动及渗流耦合作用下沿空巷道受力分析模型，推导多场耦合下沿空巷道围岩应力解析式，确定沿空巷道煤帮极限平衡区宽度与底板非对称最大破坏深度。结果表明：扰动与渗流共同作用下窄煤柱沿空巷道实体煤帮极限平衡区宽度与煤体黏聚力、内摩擦角、地应力及渗透系数密切相关，窄煤柱帮极限平衡区宽度与应力集中系数、巷道埋深、侧压力系数及支护阻力等因素密切相关；多场耦合作用下窄煤柱沿空巷道底板发生非对称变形，窄煤柱侧底板破坏深度较实体煤侧的偏大，最大底鼓位置靠近实体煤侧；煤柱侧底板破坏深度随煤体黏聚力及锚杆支护阻力的增大而减小，随应力集中系数、扰动程度及渗透水压力的升高而增大；应力-扰动-渗流耦合作用下灵露煤矿112208工作面沿空巷道实体煤侧与窄煤柱侧底板最大破坏深度分别为10.46 m和11.88 m,注浆加固底板并优化巷道支护参数后，底板最大破坏深度降低53.7%,现场钻孔窥视与底板变形监测数据验证了理论分析的合理性，确保112208工作面安全高效生产。

关键词

沿空巷道 / 扰动损伤 / 渗流弱化 / 非对称变形 / 控制对策