173煤矿开采2014年第5期-25-深部矿井沿空留巷围岩控制技术研究
深部沿空留巷围岩控制模型研究
深部沿空留巷围岩控制模型研究【摘要】本文通过对旗山煤矿94103沿空留巷巷道围岩变形规律的研究与分析，建立了深部沿空留巷围岩控制模型。
并在此基础上对巷旁支护阻力、支护体控顶高度以及支护体的可缩量等参数进行力学计算。
【关键词】深部；沿空留巷；围岩控制深部沿空留巷围岩应力分布规律不同于浅部普通回采巷道，随着巷道埋深加大，巷道维护不断增加，有必要对巷道围岩变形机理展开详细研究，从理论上对深部沿空留巷顺利实施提供指导。
本文首先研究沿空留巷上覆岩层活动规律，在此基础上建立深部沿空留巷力学模型，对巷旁支护阻力、支护体控顶高度以及支护体的可缩量等参数进行力学计算。
1 沿空留巷顶板垮落形式和围岩活动规律上覆岩层的活动是引发沿空留巷巷道压力和变形剧烈增加的主要原因，研究沿空留巷首先就应该对工作面顶板岩层活动规律有所认识。
旗山煤矿94103工作面顶板岩层的活动规律特别是侧向板块的结构及运动规律，对工作面沿空留巷巷道的围岩变形具有显著影响。
1.1 顶板岩层的垮落形式研究表明，随着回采工作面的推进，工作面后方沿空留巷的顶板运动，按时间可划分为三个时期，即前期活动、过渡期活动和后期活动。
顶板前期活动期留巷顶板由于直接顶垮落及老顶下沉的带动，其变形形式主要以旋转变形为主。
顶板过渡活动期变形仍以旋转变形为主，但变形速度快，变形量大。
顶板后期活动期。
顶板运动特征以旋转下沉为主，但下沉速度较小。
1.2 沿空留巷围岩活动规律沿空留巷经历一次采动和二次采动采空区顶板岩层剧烈活动的影响，矿压显现十分强烈，顶底板移近量和两帮移近量都很大。
沿空留巷从开掘至报废整个生命周期内围岩变形经历以下五个阶段：1）在煤体内掘巷，由于应力重新分布引起围岩向巷道空间移动。
2）掘巷引起的应力调整稳定后，围岩变形还会随时间持续而增长，变形速度缓慢。
3）巷道受工作面采动影响后，随着回采引起的支承压力的增加，巷道围岩应力再次重新分布，围岩变形急剧增大。
4）随着回采工作面的推进，采空区上覆裂隙带岩层沉降趋向稳定，煤帮侧支承压力逐渐减小，沿空留巷的围岩变形显著下降并趋于稳定。
煤矿开采中沿空留巷技术的应用研究
煤矿开采中沿空留巷技术的应用研究煤矿开采是煤矿生产的关键环节，而沿空留巷技术是煤矿开采中的一项重要技术。
沿空留巷技术是指在煤炭开采过程中，为了控制矿压和提高矿井安全、增加煤炭采运效率，将煤层的一部分或全部不采取方式保留起来，这样就形成了沿空留巷。
沿空留巷技术的应用对煤矿的安全生产和提高煤矿开采效率具有重要意义。
本文将就煤矿开采中沿空留巷技术的应用进行研究。
一、沿空留巷技术的原理和意义沿空留巷技术是在煤炭开采中为了保护矿柱、控制矿压，提高矿井安全和提高煤炭采运效率而采用的一项技术措施。
它通过在煤炭开采过程中留出一定的区域，即留巷，使得矿柱能够承受一定的压力，起到支护和控制矿压的作用。
沿空留巷技术的应用可以有效地控制矿压，减少矿灾事故的发生，保障矿工的生命安全。
沿空留巷技术还可以提高煤矿开采效率，减少综采工作面的煤层损失，降低开采成本，增加经济收益。
沿空留巷技术在煤矿开采中具有非常重要的意义。
二、沿空留巷技术的应用现状1. 沿空留巷技术在矿井支护中的应用在煤层开采过程中，沿空留巷技术不仅可以对矿柱进行有效的支护，还可以通过合理的设计和施工来减少矿柱的破坏，降低煤层的损失，提高煤炭的回收率。
煤矿瓦斯是煤矿生产中的一大隐患，沿空留巷技术的应用可以有效地减少矿场内瓦斯的聚集和积聚，有效地控制了瓦斯的涌出和爆炸的发生。
通过沿空留巷技术的应用，可以减缓煤层的顶板运移速率，降低矿压的影响范围，有效地保护矿井的安全生产。
1. 技术和设备的更新换代随着我国煤矿开采技术的不断攀升和矿井深度的增加，沿空留巷技术需要更高性能的设备和更科学的技术手段来支持。
未来，沿空留巷技术的设备和技术将向着智能化、自动化和集成化方向发展。
2. 沿空留巷技术的理论研究随着煤炭资源的逐渐枯竭，煤矿的深部开采和难采煤层的开采将成为未来煤炭生产的一个重要发展方向，沿空留巷技术的理论研究将更加重要。
未来，沿空留巷技术的研究将更加注重计算机模拟、数值模拟、仿真试验等现代化手段的应用。
沿空留巷煤矿开采技术
浅谈沿空留巷煤矿开采技术[摘要]沿空留巷技术便是是煤矿开采技术的一项重大改革。
在此技术的优势研究基础上，研究了沿空留巷开采技术的施工工艺和性能要求，并展望了技术发展更新的大概性。
[关键词]沿空留巷煤矿开采技术中图分类号：tg333.7 文献标识码：a 文章编号：1009-914x （2013）05-0027-01对于矿井煤炭资源越来越趋于紧张的实际状况，为最大限度回收煤炭资源，延长矿井开采寿命，各煤矿大力推广施行科技兴企战略，成功落实了采煤工作面沿空留巷新工艺，继续解放了留煤柱所带来的滞煤量，提升了煤炭资源回收率，提高了企业效果与利益。
沿空留巷技术便是煤矿开采技术的一项重大改革，它对提升煤炭回收率，减少掘进率，缓解采掘接替的紧张局面，提升矿井的经济效果和利益都有相当重要的意义。
1.技术优势（1）经过对巷道受力机理和各式各样支护特性的联合，形成对二次沿空留巷的可行支护，从而使得处理数次采动条件允许下的支护难题。
巷道回采期间最为基础的保障完好，其收缩量在允许控制范围之内，从而使得为高瓦斯工作面顺利实现y型通风提供了技术上的支持与保障。
（2）实现无煤柱开采，提升煤炭回采率，延长矿井有关服务年限。
方便于处理工作面瓦斯难题。
过去u+l型通风方法经过排瓦斯横贯排放瓦斯，应用采空区通风，不光使得采空区瓦斯大量涌出，并且从而使得上隅角至排瓦斯横贯段瓦斯浓度处于爆炸临界状态。
（3）处理生产衔接紧张难题。
过去u+l型通风方法，要前期投入大量时间去准备新的采煤工作面。
而沿空留巷工艺的采纳应用，大量减少了掘进量，使沿空巷道继续有关服务下一个工作面；另外，掘进工程量大量减少，工作面提前构成，为瓦斯抽放提供充足的时间和空间，可从实际上处理采、掘、抽衔接紧张难题，使矿井采、掘、抽工程衔接步入良性发展轨道。
（4）关键点处理了以下一些问题：1）取消了高抽巷、低抽巷，处理了工作面回采期间的瓦斯难题和上、下邻近煤层的瓦斯突出难题；2）处理了采掘接替困难难题，缓解了生产衔接紧张的局势；3）防止了工作面跳采和工作面孤岛开采，实现了持续开采，保管了矿井安全、稳定、高效生产；4）采煤工作面的温度得到有效改善，完善了采煤工作面的作业环境；5）提升了矿井煤炭资源回收率，节省了煤炭资源。
沿空留巷技术在煤矿开采中的应用
作用：减少巷道开挖量，降低开 采成本；提高开采效率，缩短开 采周期；减少对环境的破坏，降 低开采风险。
原理和实现方式
沿空留巷技术：在采煤过程中，保留一部分煤柱，形成巷道，供后续采煤使用 原理：利用煤柱的支撑作用，减少巷道的变形和破坏，提高采煤效率 实现方式：在采煤过程中，根据煤层的厚度和强度，选择合适的煤柱尺寸和位置 优点：减少巷道的维护和修复成本，提高采煤效率，降低采煤成本
提高采煤效率， 增加煤炭产量
降低生产成本， 提高经济效益
保障采煤工人生 命安全，减少伤 亡事故
04
沿空留巷技术的应用场景
适用条件和范围
适用于煤层厚度 较大、稳定性较 好的煤矿
适用于开采深度 较浅、地质条件 较好的煤矿
适用于开采过程 中需要减少巷道 维护和维护成本 的煤矿
适用于需要提高 开采效率、降低 开采成本的煤矿
提高采煤效率
减少巷道掘进量， 降低采煤成本
提高煤炭回收率， 增加煤炭产量
减少巷道维护工 作量，降低维护 成本
提高采煤安全性 ，降低事故发生 率
降低生产成本
减少巷道掘进量：沿空留巷技术可以减少巷道的掘进量，从而降低生 产成本。
提高煤炭回收率：沿空留巷技术可以提高煤炭的回收率，从而增加 煤炭产量，降低生产成本。
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沿空留巷技术在煤矿开采
中的应用
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添加目录项标题 沿空留巷技术的原理 沿空留巷技术的优势 沿空留巷技术的应用场景 沿空留巷技术的发展趋势 沿空留巷技术的挑战与对策
01
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02
沿空留巷技术的原理
定义和作用
煤矿开采中沿空留巷技术的应用研究
煤矿开采中沿空留巷技术的应用研究沿空留巷是指在煤炭开采过程中，保留底板煤层下部未采出的煤岩，形成一条或多条沿煤巷的悬空巷道，使之成为安放掘进工人、运送煤炭和通风救援的通道。
本文将从以下几个方面探讨沿空留巷技术在煤炭开采中的应用研究。
一、沿空留巷技术的优点1. 提高安全性留巷能有效地控制煤与瓦斯爆炸的传播速度和程度，减少瓦斯爆炸的损害范围，大大降低矿井事故的发生概率，保障矿工的生命财产安全。
2. 促进煤炭生产留巷可以加强采掘系统的稳定性，提高采煤效率，减少能耗损失，优化开采成本与收益的关系，是推进煤炭产业可持续发展的有效途径。
3. 提高环保水平留巷利用煤与瓦斯的资源，减少煤层瓦斯的排放，降低底板地面塌陷和地面沉降的危害，有利于维护地表和地下环境的生态平衡。
1. 普通留巷普通留巷是通过在煤巷底部保留一定厚度的煤岩而形成的，具有承重能力的埋深通道，适用于采煤工作面前缘的煤层开拓。
2. 特殊留巷特殊留巷有伸出巷、盲巷、万能巷等类型，其根本目的在于解决煤巷开采中的特殊问题，如顶板崩落、煤质变化、水发、岩石爆炸等情况，有利于煤巷的排水、通风和煤运输等工作的顺利进行。
1. 布线根据开拓车间的地形、地质和采煤工艺要求，通过测量和分析等方法，确定留巷的位置、长度、宽度和高度等参数，制定留巷施工方案和安全预案。
2. 预处理在留巷开凿之前，需要对采掘工作面前缘进行预处理，如预采煤炭、打喷砂、托钢梁等，确保煤巷的稳定性和安全性。
3. 开挖根据留巷的类型和要求，采用不同的开挖方法，如机械开挖、爆破开挖、钻孔套管等。
在开挖过程中，要注意排水、通风和瓦斯治理等问题，以保证施工和运输的顺利进行。
4. 支护开挖完毕后，需要对留巷进行支护和加固，以确保留巷的稳定和安全性。
根据留巷的情况和要求，采用不同的支护方案，如钢架支护、锚杆锚喷、压型支护等。
5. 设备安装设备安装是留巷施工的关键环节，包括电气设备、通风系统、输送机械等。
设备的选型和安装要严格按照施工方案和标准进行，保证设备的功能和安全性。
沿空留巷技术应用研究
１ 沿 空留 巷 围岩 控 制 理论
隅角瓦斯超 限的问题 ， 使得被保护层得 以彻底保护 ， 支护容易也便 于维护。尤其是在此基础上 建立 Ｙ型通风方式 ， 将带来更大的社会 １ ． １ 沿空留巷顶板岩层 活动的分期性 。随着 回采工作面的推进 ， 工 经济效益 。 作面后方沿空留巷 的顶板活动 ， 可大体分为前期活动和后期活动两 此工作面具备实现沿空 留巷 的 自然条件 ， 采用无煤柱 护巷 技 个时期“ 煤层采出 ， 相当于挖出了煤层顶板岩层的支座 ， 导致 了顶板 术 ， 在抽 采本工作面采空区瓦斯 的同时抽 采相邻层面瓦斯及 卸压 岩层应力 的重新分布” 依据应力 （ 载荷 ） 重新分布的集硬效应 ， 岩层 瓦斯 ， 消除瓦斯安全隐患 ， 为安全 开采创造条件 ， 同时提高 矿井 煤 缓解接替紧张 ， 实现连续开采 。沿空 留巷将通过混 应力分布的特征是哪里支护刚度大 ，分布到哪里的载荷就越大 ， 此 炭资源 回收率 ， 留设充填体 隔离采 空 种结果使得在采空区上方顶板岩层 中产生卸载空间， 在采空 区边界 凝土输送泵泵送充填材料 至工作 面留巷处 ， 煤层顶板中形成加载空 间（ 支承压力空间 ） 研究表 明， 通过改变巷旁 区并与原巷内支护共 同承载形成巷道系统 。留巷巷道要在原支护 支护方案能够改变下位岩层的垮落位置 ， 进而改变整个垮落线的位 基础上加强支护强度 ， 以确保 留巷在 采动应力作用下 的稳 定。工 工 置， 这种特点是研究沿空留巷巷旁支护对 顶板岩层前期作用的重要 作面巷旁支护首先要选 择强度合 适的充填体材料并 进行计算 ， 程选用混凝土膏体材料 ， 巷道煤 帮到切顶线 的悬顶宽度 为留巷充 依据 。 保护下 ， 始终处于本区段采空区边缘支承压力相对较小 的低应力区 中， 又加之 ， 其上方赋存 的直 接顶厚度较大 ， 一般都远离大结构 ， 但 煤帮都较破碎 ， 故其在受到第二次采动影响之前 ， 巷道围岩的变形 主要 由软弱破碎围岩的蠕变而引起 并不影 响到其上覆大结构的稳 定 。沿空留巷在下区段工作面超前支承压力的影响下 ， 岩块 Ａ和岩 块 Ｂ将有一定 的回转下沉 ，进而改变 了工作面前方沿空留巷 大结
软岩巷道沿空留巷巷道围岩控制支护技术
２ 沿 空留巷巷 道 围岩 的破 坏机 理分 析
（ 上接第 １ ０ ５页 ）
部 位是 应 力释放 的薄 弱部 位 。为了对底 板 围岩 变形程度 进 行 限制 ， 需要 进 行 及 时 的封 底 ， 进 而在 一定 程 度上 形 成 一
巷道 进 行开 挖 后 ， 围岩原 有 的平 衡 力状 态在 一定 程 度 个完 整 的整体 结 构 ， 高应 力软 岩 巷道 的底 鼓 的力 学原理 通
岩产 生碎 胀 变形 ， 巷 道开挖 空间在 一 定程 度上 为 围岩 变形 能量 释放 进 一步 提供 了补 偿 空 间 ， 使 得应 力进 一 步转移 到 关键词 ： 软 岩 巷 道 沿 空 留巷 巷 道 围 岩 预 应 力 锚 索 综 合 深部 ， 进 而在 一定 程 度上 重 新构建 新 的平 衡状 态 。对于 巷 控 制 技 术 道 围岩来 说 ， 其特 点 是属 于 高应力 软 岩 ， 巷道 掘进 过程 中 ， 沿 空 留巷 技术 能够 实 现无 煤柱 护巷 ， 取消 区段 煤柱 的 出现 围岩 应力 的集 中 ， 并 且 围岩 塑性 区 、 发展 区 比较 快 ， 在 应力 集 中 现象 ， 是提 升 煤炭 回采率 降低 巷 道掘 进率 重 要手 定 程度 上 容易 导致 围岩 发 生 变形 ： 巷道 掘进 后 进入稳 定 段。 目前 ， 赵 坡煤 矿所 开采 的 １ ４层煤 在 １ ２ ３采 区 ， 为降低 期， 围 岩在 一 定 程 度 上依 然 具 有较 大 的持续 变形 ， 巷 道 两 生产 成本 ， 采 用沿 空 留巷技 术。在施 工过 程 中 ， 按 照巷 道变 帮变 形较 大 ， 底 鼓影 响 了巷道 的整 体 的稳定 性 能。 形 的破 坏 机 理 ， 进 而 在 一定 程 度 上 提 出 ： 沿 空 留巷 高应 力 ３ 沿 空 留巷巷 道 围岩 的控制支 护原 则 采场 巷道 以预 应力 锚 索为核 心的综 合控 制技术 。 ３ ． １ 沿 空 留巷综 合控 制技 术 的指导思 想 １影 响 沿空 留巷 围岩 稳定 性 的因素 ３ ． １ ． １ 通过 科学 的措 施 ， 对 变形进行 适 当的释 放 ， 进 而 通 常情 况下 ， 影Ⅱ 向 沿空 留巷 围 岩稳 定性 的因素 主要 包 在 一定 程度 上达 到释 放地 压 的 目的 ， 主 要有 ４点 ： 括： 地 质 条件 、 赋存 环境 、 工 程 因素三 个 方面 的原 因。 先让后 抗 、 先柔 后刚 、 二 次支护 、 控 制底 鼓。实践 证明 ， ① 地 质 条件。通 常情 况下 ， 矿岩体 性 质 、 节理裂 隙发 育 其 准则 通 常情 况下 主 要表 现 为 ： 边抗 边 让 ， 预 留断面 ， 二次 程度、 产 状 等共 同构 成相 应 的矿 山地 质 条件 。 对于 地质 条 支护 ， 固结 围岩 ， 以及 通 过加 固帮 角 的 方式 对 底鼓 进 行 控 件来说， 主 要是矿 体 在 成矿过 程 中 ， 或者 在 成矿 后 ， 经过 一 制 。 系列 的地 质构造 运 动进 而形 成 的产物 。 ３ ． １ ． ２ 对巷 道 围 存环 境。通常 情 况下 ， 应力 环境 、 地下 水环 境和 温 释放变形 ， 并 且 在 一定 程 度 上 同 时进 行 让 压 ， 在 让 压 度环境 等在 一定程 度 上共 同构 成巷 道工 程 的赋 存环 境 。 对 的过程 中 ， 关键 是 要掌握 让压 的程 度。对于 围岩来 说 ， 其让 于 赋 存环 境 来说 ， 通 常 情 况下 需要 综合 考 虑应 力环 境 。与 压 的过程 是 围岩 降低 自身 强 度 的过程 ， 当围岩 变 形到 一定 其他 隧 道和 水 电等 地下 工程 相 比， 巷道 围 岩 的应 力 场 有着 程度 后 ， 在 一 定程 度 上促 使 围岩 由弹 性体 介质 变 为松散 介 本质 的不 同 ， 主要 表 现在 ： 一 方 面 受原 岩 应力 的 影 响和 制 质 ， 进 而在 一定 程度 上丧 失 了 自稳 能力 ， 进一 步造 成跨 冒。
浅析煤矿开采中沿空留巷的支护技术
浅析煤矿开采中沿空留巷的支护技术【摘要】沿空留巷技术在煤矿开采中具有诸多优越性，但在沿空留巷支护上还存在一些问题，本文在对这些问题进行分析的基础上，提出了沿空留巷技术的发展对策。
【关键词】煤矿；沿空留巷；存在问题；对策引言沿空留巷是随着采煤工作面的推进，采用适当的巷旁充填方法，隔绝采空区，沿采空区留下巷道的一种采煤方法。
应用沿空留巷技术具有如下优越性：（1）可以进行前进式的开采，工作面的运顺和回顺是随着工作面的推进，在采空区两侧留巷形成的。
回采工作面的运顺、回顺可以随工作面的推进边采边掘，也可以直接由采煤机从上帮割到下帮，不需要事先把运顺和回顺掘出。
前进开采适用于低瓦斯矿井、地质构造简单、煤层不易自燃、煤层厚度不太大的采煤工作面。
（2）可以在回采工作面，采空区侧留下一条尾巷，形成y形通风，通过这条巷道排放瓦斯和热量，在瓦斯涌出量比较大时，有利于安全生产和改善工人的劳动环境。
（3）不论是前进式开采还是后退式开采，沿空留下的巷道均可作为开采下一个工作面的顺槽，一巷两用，节省掘进巷道的费用，避免采掘失调、接续紧张。
（4）沿空留巷省去了工作面的煤柱，大大提高了资源回收率。
1 当前我国煤矿生产沿空留巷支护的主要问题因为我国煤矿的地质状况差异较大，所以使得进行沿空留巷围岩控制时需要进行复杂的研究，巷旁支护技术处于初步使用阶段，技术层次和水平等没有很好的适合生产的需要。
当前在沿空留巷的支护设计，巷旁支护的实践和理论方面存在着一些问题。
1.1 沿空留巷支护设计思路问题我国采煤生产以往使用的沿空留巷技术，其设计的思路存在一定的不合理性，多数都将工作面回采之前的巷道掘进以及回采之后的留巷进行独立的设计，没有从系统的角度进行考虑，更没有实现把沿空留巷作为一个系统工程进行支护，例如在进行需要保留巷道掘进之前，巷道支护形式和支护参数的确定时，对后期沿空留巷技术的实际需要，没有进行预先的考虑，致使沿空留巷后巷里面的支护体强度不符合两次采动影响的要求，巷内和巷旁支护匹配度不够，致使达不到预期的留巷目标。
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深部矿井沿空留巷围岩控制技术研究雷转霖1，柏建彪2，陈勇2，朱才坤2，卢海超2，杨帆2，郝胜鹏2（1.甘肃窑街煤电集团海石湾煤矿，甘肃兰州730000；2.中国矿业大学矿业工程学院煤炭资源与安全开采国家重点实验室，江苏徐州221008）［摘要］针对深部矿井沿空留巷围岩变形严重的问题，以海石湾煤矿6113工作面运输巷沿空留巷为工程背景，采用数值模拟和理论分析的方法，研究了深部沿空留巷围岩位移、塑性区等演化规律，得到：充填体宽度2.5m ，配合巷内基本支护、巷内超前支架、工作面后方单体液压支柱加强支护，充填区域顶板采用锚杆、锚索加强支护，巷道变形得到了有效控制，深部沿空留巷取得成功，为类似条件沿空留巷提供参考。
［关键词］深部巷道；沿空留巷；高水材料；巷道支护［中图分类号］TD353［文献标识码］A［文章编号］1006-6225（2014）05-0016-04Technology of Controlling Surrounding Ｒock of Ｒoadway Ｒetained along Gob in Deep MineLEI Zhuan-lin 1，BAI Jian-biao 2，CHEN Yong 2，ZHU Cai-kun 2，LU Hai-chao 2，YANG Fan 2，HAO Sheng-peng 2（1.Haishiwan Colliery ，Gansu Yaojie Coal and Power Group ，Lanzhou 730000，China ；2.State Key Laboratory of Coal Ｒesource and SafeMining ，Mining Engineering School ，China University of Mining ＆Technology ，Xuzhou 221008，China ）Abstract ：According to serious deformation problem of surrounding rock of roadway retained along gob in deep mine ，applying numeri-cal simulation and theoretical analysis method ，variation rule of surrounding rock displacement and plastic zone of transportation road-way retained along gob in 6113mining face of Haishiwan Colliery was researched.Ｒesults showed that setting stowing body width as 2.5m ，cooperated with basic supporting ，anchored cable reinforcement supporting ，single hydraulic prop supporting behind of mining face ，anchored bolt and cable supporting roof at stowing area ，made roadway deformation controlled effectively.Ｒetaining roadway along gob in deep mine was successfully.This provided reference for retaining roadway along gob under similar condition.Keywords ：deep roadway ；retaining roadway along gob ；high-water material ；roadway supporting［收稿日期］2014－06－27［DOI ］10.13532/11－3677/td.2014.05.005［基金项目］中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室自主研究课题资助项目（SKLCＲSM13X07）［作者简介］雷转霖（1968－），男，甘肃通渭人，工程师，从事煤矿安全技术管理工作。
［引用格式］雷转霖，柏建彪，陈勇，等.深部矿井沿空留巷围岩控制技术研究［J ］.煤矿开采，2014，19（5）：16－19，40.沿空留巷受2次工作面采动影响，巷道维护比较困难，设计合理的巷旁和巷内支护形式及参数是确保沿空留巷围岩稳定的关键［1－3］。
深部沿空留巷埋深大，上覆岩层大范围剧烈活动，矿压显现剧烈，高原岩应力与采动应力叠加，导致围岩变形剧烈，深部沿空留巷围岩变形控制异常困难［4－6］。
因深部原岩应力大，采用煤柱护巷时，不仅降低了煤炭采出率，而且，所留煤柱形成应力集中，易诱发煤与瓦斯突出及冲击地压、采掘接替紧张。
因此，研究深部沿空留巷围岩变形特征和控制技术具有重要的实用价值。
1生产地质条件海石湾煤矿主采的煤二层为CO 2突出煤层，开采上部稳定的油页岩（称为煤一层）作为解放层。
6113工作面即开采油页岩，平均埋深800m ，煤一层厚度稳定、平均厚为4.14m ，最大采高4.5m 、平均采高4.14m ，其顶底板岩性详见图1。
图16113工作面钻孔柱状61第19卷第5期（总第120期）2014年10月煤矿开采COAL MINING TECHNOLOGY Vol.19No.5（Series No.120）October 2014中国煤炭期刊网 w w w .c h i n a c a j .n e t留6113工作面运输巷作为6114工作面的轨道巷。
6113工作面运输巷宽ˑ高为4.5m ˑ3.5m 、留巷后要求4.0m ˑ3.5m 。
2深部沿空留巷巷旁支护与传统的巷旁支护体（木垛、矸石、密集木支柱以及混凝土块）相比，高水材料巷旁支护体具有承载能力大、密闭性能好、机械化程度高以及凝固和增阻速度快等优点［7－9］。
2.1充填体宽度对围岩变形影响利用FLAC 模拟巷旁充填体的强度为10MPa ，宽度分别为2.0m ，2.5m ，3.0m 和3.5m 时，沿空留巷变形量与充填体宽度之间的相互关系，如图2所示。
图2充填体宽度对围岩变形影响由图2可以看出：（1）当充填体宽度由2m 增加至2.5m 时，巷道实煤帮变形量降低值在42.5 124.1mm 之间，当充填体宽度由2.5m 增加至3.0m 时，实煤帮变形量降低值在9.4 31.4mm 之间，而在3.5m 宽度下，实煤帮变形量与3.0m 宽度时的变形量相比变化不大。
因此，充填体宽度由2.0m 增加至2.5m时，实煤帮变形量降低幅度最大。
而超过2.5m 的充填体对降低实煤体帮的变形作用不是特别大。
（2）随着充填体宽度的增加，充填体的变形量趋于减小。
当充填体宽度由2.0m 增加至2.5m时，充填体的变形量减小最大，减小范围在49.4 260.6mm 之间，而当充填体宽度由2.5m 增加至3.0m 时，充填体的变形量仅是充填体宽度从2.0m 增加至2.5m 时的变形量的2/5左右。
当充填体宽度由3.0m 增加至3.5m 时，充填体变形量降低幅度与充填体宽度由2.5m 增加至3.0m 时的降低幅度相比基本上没有太大变化。
这说明充填体宽度由2.5m 增加到3.5m 时，充填体的变形量并没有得到明显的减小，加大充填体宽度的作用不明显。
（3）充填体受到顶板压力的作用发生变形，其上的顶板高度也随之下降，顶板下沉量在一定程度上可以反映出充填体下沉量的大小。
充填体宽度由2.0m 增加至2.5m 时，顶板下沉量减小情况较充填体宽度由2.5m 增加至3.0m 以及充填体宽度由3.0m 增加至3.5m 时的效果明显，最大变形量降低幅度为273.9mm 。
总体看来，随着巷旁充填体宽度的增加，巷道围岩变形量为降低的趋势，即巷旁充填体宽度越大，巷道围岩变形量越小。
但是当充填体宽度增加至2.5m 以后，充填体宽度对于巷道围岩变形量的影响效果并没有在宽度2.0m 增加至2.5m 时明显。
巷旁充填体宽度的确定还需要考虑巷旁充填体宽度对巷道围岩塑性区的影响。
2.2充填体宽度对围岩塑性区的影响巷道开挖以后，原岩平衡状态遭到破坏，围岩应力重新分布，巷道围岩破坏由浅部向深部传播，当巷道围岩达到新的应力平衡后，在巷道周围会形成塑性区，如图3所示。
图3充填体宽度对围岩塑性区的影响当充填体宽度为2.0m 时，巷道围岩变形严重，顶板下沉、底鼓以及两帮移近量都较大，使得巷道表面出现拉应力破坏区，顶板以及实煤体帮破坏深度都在1m 左右，而底板破坏深度达到了2m 。
71雷转霖等：深部矿井沿空留巷围岩控制技术研究2014年第5期中国煤炭期刊网 w w w .c h i n a c a j .n e t充填体只有靠近采空区侧有一定剪切破坏。
充填体宽度为2.5m时，巷道围岩拉应力破坏和剪切破坏范围明显较小，巷道实煤帮侧只有靠近顶板处存在剪切破坏的情况，而顶板下沉量降低以后，顶板拉应力区域消失，并且底板拉应力破坏范围由2m降低至1m。
底板靠近实煤帮一侧表现为拉剪混合破坏。
随着充填体宽度再增加0.5m，巷道围岩塑性区分布较2.5m宽度充填体没有明显变化，但是由于巷道围岩变形量减小，使得底板拉应力破坏区消失，因实煤体帮变形量增加，在巷道实煤体帮一侧出现深度为1m左右的拉应力破坏区，顶板区域出现拉剪混合破坏区域。
当充填体宽度增加至3.5m以后，巷道围岩以剪切破坏为主，巷道围岩变形量进一步减小，拉应力区消失。
但是剪切破坏深度较2.0 3.0m时没有较大程度地改变。
综合考虑经济效益和变形控制，最终确定充填体宽度为2.5m。
3深部沿空留巷巷内支护沿空留巷围岩变形量大，破裂区、塑性区范围大，浅部围岩裂隙发育，巷道围岩变形破坏严重。
为有效控制围岩，支护体系必须既能减小围岩变形又能适应围岩变形［10］。
3.1基本支护由于沿空留巷在其服务期内要经历2次采动支承压力的影响，相比锚杆支护架棚支护属于“被动”支护，基本不具有初期支护阻力，后期支护阻力也较小且可缩量有限，所以架棚支护不能适应沿空留巷围岩大变形特征［11－12］，应采用锚杆、锚索支护。
图4为巷道变形量与锚杆直径、长度、间排距的关系。
图4巷道变形量与锚杆参数的关系随着锚杆直径、长度的增大，围岩表面位移量有所减小。
当锚杆直径增加至22mm时，巷道围岩变形基本稳定，与增加到24mm的区别不明显，考虑现有材料及配套机具，选择锚杆直径22mm。
当锚杆的长度由2.4m增加到2.6m时，巷道围岩变形量基本无变化，所以考虑到成本因素，确定锚杆长度为2.4m。