表2 试验效果对比
试验 编号
Ⅰ
巷道表面移近量 ／mm
顶底 板
两帮
374
264
Ⅰ、Ⅱ项试验与Ⅲ对比
移近量减少值／
mm
顶底 板
两帮
586
314
移近量减少百
分数／%
顶底 板
两 帮
61.0 54.3
Ⅱ
275
90
685
488
71.4 84.4
Ⅲ
960
578
加固巷道帮角的重要意义。
1.5基于围岩承载结构稳定的围岩控制理论
高强弧板支护
严重破坏巷道修复
动压巷道围岩变形严重，严重影响生产、安
全及矿井的经济效益
U型钢支护破坏情况
锚杆支护破坏情况
1.1 围岩塑性区分布
围岩分层显著，强度与厚度差别大；压力分布不均匀， 4角大；护巷方式不同。塑性区分布状态不均匀，多样 化。与圆形巷道、基本巷道分布状态不同，是研究动 压、软岩巷道矿压的基础。
作用：给围岩提供支护阻力；当前注意：可缩性支架的使用界限、连接件、 矿工钢可缩支架、支架壁后密实。
• 锚杆支护 作用：强化围岩强度；围岩强度强化理论、高强（超高）强度锚杆、设计方法 、复杂条件下的锚杆支护、桁架锚杆支护。
3 巷道布置与卸压
3.1 巷道布置 从巷道围岩稳定角度来谈布置。要保持围岩稳定，布置巷道时应考虑围
在承受动压影响的巷道中采用上述理 论尚不能完全有效的控制围岩。
1.2 巷道围岩不均匀的整体下沉和局部上升
这是由大面积开采、采动支承压力和不同护巷方式引起。
图2 相似材料模拟试验结果 u1、u2、u3、u4、u5――下沉曲线
D1、D2、D3――破断曲线
1.3 巷道底板变形破坏规律
浅部鼓起、深部下沉
2.1 影响巷道围岩稳定性的三大因素 围岩强度、岩体应力、支护技术
根据围岩强度与岩体应力对我国矿井巷道的极限深度提出巷道极限深度， 见表3。
表3 巷道极限深度表
围岩单轴抗压强度／MPa <20
20～30 30～60
>60
巷道极限深度 ／m 150
300～400 650～750
>1000
2.2 基本途径
图3 巷道底板深基点位移
图4 巷道底板围岩垂直位移 No――垂直位移为零； N－零应变点
1.4 加固巷道帮角控制两帮变形、底板鼓 起和顶板离层
两帮下沉，底角破坏，水平应力挤压，底板浅部鼓起，顶板离层下沉。
图5 东庞矿巷道两帮下沉
图6 黄塘岭矿巷道两帮下沉图
加固巷道帮角的方法：锚杆、注浆。柳新煤矿试验效果。见表1，表2。 表1 支护方式
（1）提高围岩强度 布置在稳定岩层中；布置锚杆，强化围岩强度；围岩注浆，提高岩体强度；封 闭、疏干、防风化，防止围岩碎裂、强度降低 （2）减小岩体应力 •合理布置巷道 时间、空间上减少巷道承受支承压力影响，巷道布置在应力降低区；合理设计 煤柱尺寸；考虑最大水平应力的影响 •巷道卸压 跨采进行巷道卸压；开槽卸压；振动爆破卸压；布置卸压峒室卸压 （3）巷道支护 用跨采进行巷道卸压 跨后巷道长期处于应力降低区；跨采过程中应加强巷道支护 （2）开槽卸压
图12 巷道周边卸压后的应力 分布 Ⅰ－围岩卸压区；Ⅱ－应力升 高区；Ⅲ－原岩应力区
开槽后应力向深部转移，卸压区围岩保持稳定。 卸压槽可在底板、两侧或全断面。
（3）松动爆破卸压 图13 松动爆破卸压
巷道围岩控制理论
主要内容
动压巷道矿压新理论 巷道围岩控制的基本途径 巷道布置与卸压 巷道支护 围岩注浆加固
1、动压巷道矿压新理论
巷道是矿井生产的咽喉，全国每年新掘巷道20000km 以上，静压巷道小于10%，围岩控制较好。
矿工钢支护（无采动影响）
U型钢支护的大巷（无采动影响）
动压巷道占90%以上，巷道支护成本增加， 个别巷道达3000～4000元/m
岩强度与岩体应力。 （1）采动引起的应力重新分布
图8 已采区及其两侧煤柱的应力分布 Ⅰ－－冒落带；Ⅱ－裂隙带；Ⅲ－变曲下沉带；A－原始应力区；B1、
B2－应力增高区、C－应力降低区；D－应力稳定区
图9 留区段煤柱时回采空间垂直应力等值线分布
图10 煤体与采空区交界处底板垂直应力 等值线分布
γ－上覆岩层容重；H－埋藏深度：φ－底 板岩石应力升高区的扩展影响角；
巷道围岩承载结构的形成
综放沿空掘巷与上覆岩层的结构关系
巷道受动压影响，不同时期、不同位置顶板情况
岩层处于相对稳定状态阶段
岩层显著运动阶段
覆岩稳定阶段
压力叠加阶段
从巷道围岩承载结构的稳定性出发，研究 巷道围岩控制理论
合理确定巷道支护强度及支护方式，降低 支护成本，改善巷道维护状况，为工作面 高产高效、安全生产创造了条件
Z－被跨巷道与上部回采煤层间的法线距 ；X-被跨巷道与上部回采煤柱边缘的水平 距
图11 煤柱下方底板垂直 应力等值线分布
（煤柱载荷均布，应力集 中系数为3）
在应力重新分布下，从时 间和空间上保证布置的巷道 围岩稳定、维护费用低。
（2）巷道布置的原则： 1）空间上尽量避免支承压力的强烈影响、叠加影响和多次影响；时间上 尽量缩短支承压力影响时间。 2）巷道布置在应力降低区或原岩应力区。 3）采用无煤柱开采，必须留煤柱时在保证煤柱稳定的条件尽可能小。 4）如果需要留煤巷保护巷道，所留护巷煤柱尺寸应使巷道不受支承压力 影响或影响较小。 5）避免在煤柱上、下方布置巷道。合理选择底板岩巷与煤柱边缘的水平 距离x、与煤层垂直距离Z。 6）在围岩受采动影响稳定后再掘巷道。 7）巷道轴线方向尽量与最大水平主应力方向平行，避免与之垂直。
(a)――实体煤巷道；(b)――煤柱巷道；(c)――沿空巷道；(d)――无直 接顶、底的煤柱巷道。分布状态：(a)――“＊”型；(b)、(c)――半“＊” 型；(d)――缺上（或下）的半“＊”型
现有支护理论“围岩松动圈”、“新 奥法”等对支护形式及支护与围岩的 关系研究较多，在开拓巷道、不受采 动影响的采准巷道得到了成功应用。
完善现有的巷道围岩控制理论
主要研究内容
研究巷道围岩承载结构的形成过程； 建立巷道围岩承载结构模型，建立围岩
承载结构稳定的判别式；
研究承载结构的变形特点，结构特征；
研究动压影响区域开掘巷道承载结构的变化
特点；
研究巷道承载结构失稳对围岩变形的影响； 研究巷道支护对承载结构的稳定性控制原理。
2 巷道围岩控制的基本途径