超深保護層開采巷道圍巖控制技術研究

張德飛，張慶林，張洪偉，盧志國，鄭仰發，范明建

（1.新汶礦業集團有限責任公司 華豐煤礦，山東 泰安 271413；2.新汶礦業集團有限責任公司 生產技術部，山東 泰安 271223；3.煤炭科學研究總院 開采研究分院，北京 100013）

0 引 言

隨著我國煤炭開采規模的提升以及經濟發展需求的快速增長，淺部資源逐漸枯竭，深部開采成為必然發展趨勢，習近平總書記提出“向地球深部進軍是我們必須解決的戰略科技問題”。 我國已探明1 000 m以深煤炭資源探明儲量占我國煤炭資源總量49%，超千米深井煤層開采過程中，回采巷道受強烈采動持續大變形、巖層巷道安全高效支護控制等系列難題亟待解決［1-2］。

張農等［3］研究認為巷道受采動影響時圍巖應力可達到數倍、甚至近10 倍于原巖應力，深部巷道原巖應力大，開挖引起集中應力對巷道圍巖破壞更劇烈，并且表現出與淺部巷道不同的特征，形成其獨特理論。 高應力作用下，巷道圍巖強烈擴容、持續大變形、嚴重破壞等非線性特征明顯［4］。 深部巷道圍巖分區破壞現象突出［5-7］，陳昊祥等［8］建立深部巷道圍巖分區破裂非線性模型。 高富強等［9］采用FLAC 對巷道分區破裂進行數值模擬，并分析巷道形狀對分區破裂的影響。 李術才等［10］研究了深部巷道圍巖分區破裂現象的現場檢測技術。 黃炳香等［11］指出深部巷道圍巖變形由脆性向塑性轉變，圍巖流變、擴容不斷增加，并對巷道圍巖流變及結構失穩大變形理論進行了研究。 在深部巷道圍巖控制方面，康紅普［12］提出了高預應力錨桿一次支護理論，研發高壓劈裂注漿改性技術，開發水力壓裂技術，形成高預應力錨桿-注漿改性-水力壓裂卸壓“三主動”協同支護理念。……