矿井深部开采沿空巷道的围岩控制技术研究
关于煤矿深部开采的围岩控制研究
近年来 ， 全球 性 能源问题 已得 到了人们普遍 的关 注， 煤炭作为我 国能源战略的重要组成 部分 ， 在我国的 能源结构 中占据着重要地位。并且 随着我国经济持续 高速稳定发展 ， 能源需求旺盛 ， 煤炭 产量大幅增加。随 着一些 国有煤矿 开采 年限 的增 加 ， 浅部煤 层 已基本 被 开采完毕 ， 煤矿要生存 、 发展只有进行深部开采。 １ 深部 开采 巷道 围岩 性质 的变化
方法成 为巷道维护 的主要手段。 （） ３ 掘进后 巷 道持 续变形 ， 变成 为深 部巷 道变 流 形 的主要 特征。浅部 巷道 掘进 影 响期 一 般为 ３—５ ， ｄ 之后能基本稳定下来 ； 深部巷道掘进后 ， 巷道一直难 以
深部岩层在上部 岩石 的长期 自重压力 下 ， 岩石 性 质发生 了变化 。主要表现在岩石密 度增 加、 容重加大 ， 岩石硬度也增加 。 １ ２ 岩体 强度变 小 ． 巷道掘 出后 ， 岩体 强度 变 小 ， 出现 岩石 软化 的现 象， 围岩 比较破碎。深部 岩石 在长期 的高压 力、 高温条 件下 ， 岩石处在峰值前 的状态中（ 屈服强度和极限强度 之间） 岩石 出现 大量 的微小 裂 隙 （ ， 塑性 阶段 ） 。由于 开采活动的影 响 ， 引起 巷道围岩在一定范 围内卸压 ， 使
Ａｂ ｔａ ｔ Ｗ ｉｈｔｅ ｉｃ ａｅｏ ｈ ｅ ｔ ｆｃ ａ ｎｎ ｓｒ ｃ ｔ ｈ ｎ ｒ ｓ ｆｔ ｄ ｐｈｏ ｏ ｌｍｉｉｇ，ｍｉｉｇｅ ｖｒｎ ｎ ，ａ ｖ ｒｅｃ ａ ｇ ｓｉ ｌｅ ，ｔ ｏ ｎ ａｅｙｐｏ ｕ ｔｏ ｏａｇｅ ｔｒｓ ． ｅ ｅ ｎｎ ｎ ｉ ｍｅ ｔ ｄ ｅｓ ｈ ｎ ｅ ｐａ ｅ ｏｃ ａ ｍｉｅｓｆｔ ｒｄ ｃｉｎ ｔ ｒａ ｉｋ ｏ ｎ ｌ Ａｔｔｅｓｍｅ ｔ ｔ ｈ ｎ ｒａｅｏ ｎｎ ｅ ｔ ｈ ａ ｉ ｗｉ ｔｅｉｃｅ ｓ ｆｍｉｉｇｄ ｐｈ，ｒｃ ｒｓｕｅｉｃｅｓ ｄｓｇ ｉｃ ｎｌ ｏ ｄ ｙｄｓｌｃ ｍｅ ｔｉｃ ａ ｅ ，ｔｅｓｅ ｔＷａ ａ ｌ ａ ｇ ｄ ｍｅ ｈ ｏ ｋｐ ｅｓｒ ｎ ｒａ ｅ ｉｎｆ ａ ｔ ｉ ｙ，ｒａ ｗａ ｉｐａｅ ｎ ｎ ｒ ｓ ｓ ｈ ｔｎ Ｓｂ ｄｙｄ ｍａｅ ｅ ａ ｄｄ ａ ｔ ｎ ｒａ ｅｉ ｈ ｏ ｎ ｆ ｏ ｄ ｙｒｐ ｉ，ｔｎ ｅ ｐ ｒ ｕ ｔｙｔ ｏ ｒｒａ ｗａ ｉｎｅ ａ ｃ ｒ ｂ ｏｍａ ｒｑ ｅ ｔａ ｄｄｆ ｃ ｌｉｓ ｈｓｐａ ｎ ｒｍａｉ ｉｃｅｓ ｔｅａ ｕ ｔｏ ａ ｗａ ａｒ ｕ ｎ ｌ ａｅｑ ａ ｉ ｏｓ ａ ｄ ｙｍａ ｔｎ ｎ ｅａｅａ ｎ ｒ ｌ ｅ ｕ ｎ ｎ ｉ ｕｔ ．Ｔ ｉ － ｃ ｎ ｍ ｒ ｅ ｅ ｒ ｎ ｔ ｏ ｆ ｉ ｆ ｅ ｐ ｒｄｓｕ ｓｓｔｅｄ ｅ ｕｒｕ ｄｎ ｏｋ ｏ ｔｏｏ ｉａ ｈ ｇ ｓａ ｄ ｅｐ ｕ ｄ ｏ ｔ ｅ ｐｓ ｒｏ ｎ ｉｇｒｃ ｎ ｅ ｆｅ ｔ ｅｃ ｎｒｌ ｎ ｏｄｅ ｎ ｕ ｅ ｅ ｉｃ ｓｅ ｈ ｅｐ ｓ ｒｏ ｎ ｉｇｒｃ ｆｌｈ ｌｇｃ ｌｃ ａ ｅ ｎ ｘ ｏ ｎ ｓｈ ｗ ｄ ｅ ｕ ｒｕ ｄｎ ｏ ｋｕ ｄ ｒｅ ｃｉ ｏ ｔ ，ｉ ｒ ｒｔ ｅ ｓ ｒ ｔ ｉ ｎ ｏ ｖ ｏ ｏ ｅ ｈ ｄ ｐ ｍｉｉｇｏ ｈ ｒ ｒｙ ｅ ｎｎ ｆｔｅｏｄｅｌ．
沿空巷道围岩控制技术研究与应用
沿空巷道围岩控制技术研究与应用作者：赵有才来源：《科技资讯》 2013年第11期赵有才(山西乡宁焦煤集团瑞政煤业有限公司山西临汾 042100)摘要:通过对稳定煤柱留设尺寸的计算,确定巷道的合理位置,在此基础上提出了沿空巷道的的支护方案,按照方案实施后,矿压观测结果显示,取得了较好的效果。
关键词:沿空巷道支护技术应用中图分类号:TD322文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)04(b)-0110-01煤炭资源作为重要的一次能源的破坏开采条件后难以复采,这就要求我们尽量提高其采出率,沿空留(掘)巷作为科学的技术手段提高的煤炭的采出率[1]。
巷道布置在应力降低区内在一定程度上降低了支护难度,但是仍存在一些问题,需要我们针对实际情况做好围岩控制工作。
1 地质条件概况110工作面距离采取地表680 m,巷道垂直应力计算值为15.79 MPa。
工作面直接顶为灰色细砂岩,平均厚度17.99 m,老顶为2.05 m厚的灰色粉砂岩。
底板为0.93 m厚的灰色粉砂岩,老底为24.14 m的粉细砂岩互层。
区段护巷煤柱宽6 m。
2 巷道支护参数的确定通过理论计算和数值模拟确定煤柱塑性区的宽度和应力分布规律[2]。
针对这种应力不匀称分布特点和该巷道的使用年限和使用特定,采用不对称设计,工作面一侧帮采用玻璃钢锚杆支护[3]。
根据巷道使用要求,确定巷道断面为矩形,规格4×2.5 m。
(1)锚杆长度确定从锚杆悬吊理论出发,锚杆的总长度L应按下式计算:(3)顶部钢梯及护网。
考虑煤层顶板情况,为使单根锚杆锚固力转化为整体支护力,提高锚杆的整体支护强度[4],顶部选用承载能力大的W钢带作为顶部构件梁系统,其关键作用与倾斜锚杆组合成整体支护住顶部岩石发生跨落。
(4)锚索支护参数。
预应力锚索采用7Φ15.24 mm的高强度低松弛矿用钢绞线制成。
长度为6.2 m,锚固长度不小于1.5 m。
3 支护方案及施工技术3.1 技术方案根据110工作面巷道围岩地质条件,锚索长度取6.2 m;锚索间排距取1.8 m,采用锚网索支护。
煤矿深部巷道围岩控制及支护技术研究
煤矿深部巷道围岩控制及支护技术研究随着我国煤矿开采深度的不断增加，围岩控制及支护技术成为深部巷道开采的聚焦点。
因此，本文首先简要的阐述了煤矿深部巷道围岩条件及变形特点，然后重点分析了煤矿深部巷道围岩稳定性控制措施及支护技术，这对煤矿深部巷道安全作业提供了一些指导。
标签：深部巷道；控制措施；支护0 引言据统计，我国煤炭埋深大于600米的储量占到总煤炭储量的70%以上，煤炭埋深大于1000米的储量占2.95×1012吨，占总煤炭储量的53.17%。
随着我国能源需求在进一步增加，煤矿的开挖深度逐渐向更深部巷道延伸。
但是，由于开采深度不断加深，巷道围岩条件日趋复杂，开挖难度日趋增大，巷道围岩控制及支护问题日趋困难。
因此，煤矿深部巷道围岩控制及支护技术成为制约煤矿安全稳定生产的最主要因素。
基于这一现状，本文首先简要叙述了煤矿深部巷道围岩条件及巷道变形的主要特点，继而从围岩强度和围堰内应力两方面入手，分析了煤矿深部巷道围岩稳定性的控制原理及相应的围岩支护技术措施，以保证煤矿深部开采的有序进行。
1 煤矿深部巷道开采特点深部巷道围岩条件比较复杂，只有充分了解深部巷道围岩性质的变化才能因地制宜，进行有效的围岩控制。
深部巷道围岩开采过程中会表现出如下特点：与上部围岩相比，深部开采巷道围岩密度增加，围岩变硬；开挖前，岩体处于三向受力状态下，由于巷道掘进后，周围岩石被开挖，相当于卸载，致使其压力释放，岩体容易破碎，导致围岩强度有所下降，出现大量细微裂缝，围岩软化。
开采巷道的变形特点：（1）由于巷道开挖后，围岩会发生卸载现象，岩体能量突然得到释放，使得围岩塑性区和破碎区范围加大，巷道两帮移近量大，继而两帮高应力传到底板，巷道底鼓严重；巷道变形易受扰动，对外部环境影响反应十分灵敏，外部作用发生变化变化，巷道应力、变形均会出现显著改变。
（2）巷道围岩变形的时间效应。
初期来压时比较快、变形也非常显著，如果不采取科学有效的支护措施，极易发生冒顶、片帮等现象，当围岩变形稳定后，围岩则长期处于流变状态。
深部巷道围岩综合控制技术研究
深部巷道围岩综合控制技术研究摘要:随着改革开放以来，中国经济迅速发展，人民生活水平显著提高，能源采集和矿山挖掘逐渐转向深部，相对于浅处挖掘，深处采掘地应力增大，变量大，会出现许多影响采掘任务的问题出现，当下科技已经不能满足人们生产要求。
针对以上问题进行深部巷道围岩综合控制技术研究，从确立围岩支护方案，原因分析，围岩控制技术路线等方面的研究，为今后的采掘工作提供意见和建议，争取提高巷道围岩控制的质量水平。
关键词:深部巷道；围岩；综合控制本文对东矿采区进行分析，采区深度大，采掘难度高，并且受到回采工作面动压影响，针对此开展研究调查。
1工程现状采区从设计断面高度、巷道模式、断层构造和曲界划分进行分析。
轨道巷设计断面高度3.5米，宽4.5米，且断面形状为半圆形，使用锚网支护，确保可以顺利工作。
此巷道从2008年开始施工采掘，行进方向大致沿层倾向掘进并由底板进入岩层，并且此岩层厚度在四米五左右岩层倾角极小，不影响正常工作。
除此之外，采区断层结构复杂扩展迅速，给施工带来很大麻烦。
受采回工作面动压影响，采区在以界限来判定时，工作面大致以断层来划分。
且采区轨道巷局部是断层应力分布集中的区域，巷道的顶板比较破碎、两侧喷体已经开裂、底部鼓起变形，且现场具有不同程度的锚杆、锚索等断裂，顶板出现下沉现象。
巷道经过了从变形→整修→变形→整修→变形的反复整修的过程。
2巷道变形破坏原因分析不同的采掘位置和高度会有不同的采掘效率且对巷道周围岩石的应力分布不相同，而这些因素对采掘效率影响很大。
在深度较大的地方，结构复杂、采掘难度大而且受地质结构的影响很大，在组织工作时很难开展任务，除此之外由于停采线的位置不同也会造成在不同的高度破坏程度不同。
停采线的距离也是变化的，从40m到60m和80m过程在增加，巷道中围岩的垂直应力集中区峰值从35.1MPa，降低到29.6MPa、26.8MPa：顶板水平应力峰值由28.8MPa，降低到27.3MPa、27.1MPa；底板水平应力峰值由24.0MPa，降低到22.3MPa、22.1MPa。
矿井深部开采沿空巷道的围岩控制技术研究
矿井深部开采沿空巷道的围岩控制技术研究摘要：针对深部综放沿空巷道围岩稳定性差、变形大、难支护的特点，通过理论分析、数值模拟和现场实验等方法，从巷道支护方式和巷道断面优化两方面讨论了深部综放沿空巷道的控制技术。
研究结果表明：直墙半圆拱形断面、锚梁网索联合支护方式能够较好的控制深部综放沿空巷道围岩，减少巷道围岩变形，增强其稳定性。
关键词：深部综放沿空巷道半圆拱形锚网索联合支护断面优化1、引言随着对能源需求量的增加和开采强度的不断加大，我国矿山相继进入深部开采。
目前，我国煤矿开采深度以每年8～12m的速度增加，而东部矿井更以每年10～25m的速度增加，预计未来20年，我国很多煤矿将进入1000m～1500m的深度开采。
另一方面，我国已探明煤炭资源埋深在1000m以下的储量为2.95万亿吨，约占煤炭资源总量的53％，因此，现在及未来一段时间内，我国煤矿开采将逐渐转入深部开采。
由于深部岩体所处的地球物理环境及其应力场的复杂性，在浅部开采基础上发展起来的传统支护理论、支护参数已难以适应深部巷道支护设计和实践的需要。
深部综放沿空巷道，作为一类较特殊的回采巷道，与普通的回采巷道相比，具有以下特点：(1)综放沿空巷道布置在靠近采空区的煤体中，巷道围岩结构破碎，在掘进和回采过程中，巷道将发生较大的变形；(2)对于综放沿空巷道而言，由于巷道上方为顶煤，上覆岩层运动波及的范围及影响程度相应地增大，回采过程中的矿压显现将更加剧烈；(3)综放工作面年产量多在100万t左右，开采强度大，机械设备体积较大，且所需风量剧增，这就要求巷道具有较大的断面；(4)深部综放沿空巷道埋深大，地应力相对较大。
由于以上原因，深部综放沿空巷道围岩的稳定性及其控制一直是采矿领域中的研究热点和难点。
本文主要从支护方式与参数、巷道断面优化等方面讨论深部综放沿空巷道围岩的控制技术。
2、综放沿空巷道断面的优化由于施工简单，易于成型等优点，矩形和梯形断面形状是目前国内综放沿空煤巷的主要断面形状。
沿空留巷围岩控制关键技术研究
沿空留巷围岩控制关键技术研究摘要：我国绝大部分煤炭生产基地采用井工开采方式开发煤炭资源，其中保留煤柱的方法一直用于大部分采区平巷。
本文对沿空留巷围岩控制关键技术进行分析，以供参考。
关键词：沿空留巷围岩；控制技术；研究引言随着煤炭开采技术的提高以及材料科学研究的深入，相对于保留煤柱开采，沿空留巷无煤柱开采方式具有很大优势，它在节约煤炭资源、提高煤炭开采效率、采区布置优化等方面显示出巨大优势，此外，沿空留巷无煤柱开采配合Y型通风，优化采区通风方式，可以解决工作面瓦斯问题。
1沿空留巷技术概述沿空留巷技术指的是在矿井施工期间，在沿采空区域周边提前留下原巷道位置，待对采空区域施工完成后则借助周边区域回转到回采巷道位置，进而保证合理的对原有施工期间预先留下的安保煤柱开展回采工作，并且能够对之前施工的回采巷道进行支护工作，为后续工作的开展创建有利条件。
在煤矿施工期间合理的采用沿空留巷技术，可以最大限度的回笼资源，同时对施工过程中的资源浪费进行管控。
沿空留巷技术能够促进煤矿开采工作的发展，目前全球都在对此项技术进行研讨，以求能够进一步提升此项技术的发展。
2工程概况某煤业4102综采工作面位于+849水平，埋藏深度为450～490m，工作面主采4#煤层，煤层厚度为1.62～2.88m，均厚2.5m，平均倾角6°，4#煤层顶底板情况见表1。
4102工作面第一辅助进风巷采用沿空留巷技术方案。
3沿空留巷支护技术探讨3.1支护技术的选择与分析如今使用频率最高的支护措施有针对巷内的基本支护法和加强支护法，还有适用于外部的巷外支护法，鉴于支护措施自身的特点，在施工期间要依据实际的施工情况合理的选用支护技术，以保证沿空留巷施工的顺利进行。
针对掘进度较大的沿空留巷而言，在选用巷内支护措施时应选用强度、刚度、延伸性都相对较高的锚杆与锚索，在巷道施工结束之后需要立即采取支护措施，同时需要给予支护结构适当的预应力，确保支护结构具有良好的抗变形能力，以此来确保巷道周围岩层的稳固性能。
千米深井沿空掘巷围岩控制技术研究
2020年第3期煤 炭 科 技千米深井沿空掘巷围岩控制技术研究!"，吴永涛(皖北煤电集团朱集西分公司朱集西煤矿，安徽淮南232097)摘 要:针对朱集西煤矿11502工作面运输巷顶板离层量大、煤柱帮肩窝及帮脚内移、底鼓严重等围岩大变形难题，在分析深井高应力沿空掘巷围岩大变形原因后,提出一次高强预应力支护技术及高强稳定型支护方法，强调锚杆索高预应力支护及二次预紧。
现场试验后，围岩变形量减小,巷道空间得到较好维护， 锚 支护技术 。
关键词：沿空掘巷；高预应力；二次预紧；锚网支护中图分类号:TD323文献标志码：BStudy on surrounding rock control technology of gob-side entry driving in kilometer deep mineSU Sheng ,WU Yong-tao(Zhujixi Coal Mine of Zhujixi Branch of Wanbei Coal Power Group, Huainan, Anhui,232097)Abstract : Aiming at the problem of large roof separation value, humeral pits and strong ingression of at the side of coal pillar, floor heave of 11502 working face haulage gate in Zhujixi Mine, after analyzing the reasons of largedeformation of high stress gob-side entry driving in deep mine, the primary supporting of high prestress tech nique and stable support method were proposed, which emphasized the part of anchor cable high prestress sup porting and the secondary pre-tensioning method. Based on site tests, the surrounding rock deformation has be come smaller, and provides good maintenance of roadway space, which identifies the rationality of bolting withwire mesh technology.Keywords : gob-side entry driving % high pre-stressing % secondary pre-tightening % bolting with wire mesh CLC number:TD323Document identification code:B随着煤矿开采深度逐渐加大，深部的高地应力使沿空掘进巷道支护环境发生变化,其支护技术与 浅埋巷道及深部实体煤巷有显著的区别⑴。
深井开采巷道围岩控制技术及应用
深井开采巷道围岩控制技术及应用【摘要】随着矿井开采深度的增加，煤岩体承受的地应力不断升高，深部围岩的物理力学性质较浅部存在差异，浅部巷道的围岩控制理论很难适用在深井高地应力条件下的深井巷道。
结合深井巷道围岩的特点，对巷道围岩的变性特征及围岩支护加固技术进行论述，提出了改善围岩受力状态、加强关键部位支护、联合支护的巷道围岩控制方法。
【关键词】深井开采；高地应力；巷道围岩控制；支护加固；联合支护绪论我国的能源结构中，煤炭占据约70%的比例，在今后相当长的时间内，煤炭在我国的经济和社会发张中仍具有不可替代的作用。
长期的开采活动，使得浅部煤炭资源日益匮乏，进入深部开采的矿井数量逐年增加，据统计埋深大于1000m 的煤炭储量占我国煤炭总储量的50%以上。
随着开采深度的不断增加，地应力不断增大，煤岩体所处的环境较为复杂，导致了深井开采巷道围岩变形严重，收敛变形速度快，巷道的稳定性差，难于维护。
进入深部开采环境后，巷道受到高地应力、构造应力、高围压、高孔隙水压作用，巷道围岩赋存环境与浅部开采条件相比发生显著变化，使得巷道围岩在强度和变形性质上与浅部有着明显的差别。
因此，对深部开采巷道开挖后围岩变形破坏特征以及对其围岩控制技术进行研究显得尤为迫切。
1 深部巷道矿压显现的特点（1）巷道围岩应力普遍超过巷道围岩强度，特别是在煤层巷道和软岩巷道中，无论是大巷还是采准巷道，矿压显现都比较强烈。
随着采深的增加，巷道围岩的物理和力学性质对巷道矿压显现的影响程度随之增大；（2）巷道变形持续时间长，在巷道掘进和回采过程中，在采动应力的作用下巷道围岩剧烈变形，难以维护，且当应力运移趋于平缓时，巷道围岩的流变仍在不断继续；（3）深部巷道压力具有来压迅猛，围岩变形和压力大，且巷道四周同时来压，以及底板臌起强烈等特点。
随采深加大，巷道底板更易于臌起，而且底臌量在顶底板移近量中所占的比重越来越大。
2 深部开采巷道围岩变形破坏现象随着我国煤炭开采强度的增大，开采深度越来越大，矿山井巷道工程及开采作业环境的地应力和构造应力趋于复杂。
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矿井深部开采沿空巷道的围岩控制技术研究
摘要：针对深部综放沿空巷道围岩稳定性差、变形大、难支护的特点，通过理论分析、数值模拟和现场实验等方法，从巷道支护方式和巷道断面优化两方面讨论了深部综放沿空巷道的控制技术。
研究结果表明：直墙半圆拱形断面、锚梁网索联合支护方式能够较好的控制深部综放沿空巷道围岩，减少巷道围岩变形，增强其稳定性。
关键词：深部综放沿空巷道半圆拱形锚网索联合支护断面优化
1、引言
随着对能源需求量的增加和开采强度的不断加大，我国矿山相继进入深部开采。
目前，我国煤矿开采深度以每年8～12m的速度增加，而东部矿井更以每年10～25m的速度增加，预计未来20年，我国很多煤矿将进入1000m～1500m的深度开采。
另一方面，我国已探明煤炭资源埋深在1000m以下的储量为2.95万亿吨，约占煤炭资源总量的53％，因此，现在及未来一段时间内，我国煤矿开采将逐渐转入深部开采。
由于深部岩体所处的地球物理环境及其应力场的复杂性，在浅部开采基础上发展起来的传统支护理论、支护参数已难以适应深部巷道支护设计和实践的需要。
深部综放沿空巷道，作为一类较特殊的回采巷道，与普通的回采巷道相比，具有以下特点：(1)综放沿空巷道布置在靠近采空区的煤体中，巷道围岩结构破碎，在掘进和回采过程中，巷道将发生较大的变形；(2)对于综放沿空巷道而言，由于巷道上方为顶煤，上覆岩层运动波及的范围及影响程度相应地增大，回采过程中的矿压显现将更加剧烈；(3)综放工作面年产量多在100万t左右，开采强度大，机械设备体积较大，且所需风量剧增，这就要求巷道具有较大的断面；(4)深部综放沿空巷道埋深大，地应力相对较大。
由于以上原因，深部综放沿空巷道围岩的稳定性及其控制一直是采矿领域中的研究热点和难点。
本文主要从支护方式与参数、巷道断面优化等方面讨论深部综放沿空巷道围岩的控制技术。
2、综放沿空巷道断面的优化
由于施工简单，易于成型等优点，矩形和梯形断面形状是目前国内综放沿空煤巷的主要断面形状。
但根据弹性力学、岩石力学知道，这两种巷道断面都容易在4个拐角处产生应力集中，不利于巷道围岩的稳定性。
直墙半圆拱形断面具有易于巷道顶板稳定、易于施工等优点，目前已经成为岩石巷道的主要形式；但由于半圆拱形巷道施工较复杂，不易成型等缺点，在煤巷中很少应用。
由于深部综放沿空巷道的特殊性，尤其是综合机械化掘进易于完成直墙半圆拱形断面的开挖，因此，直墙半圆拱形断面可优先应用于综掘施工的深部综放沿空巷道中。
下面将通过数值计算件模拟这两种断面对浅部、深部巷道围岩，特别是对深部综放沿空巷道顶部煤岩体稳定性的影响。
2.1计算模型和方案
模拟以某矿9302工作面上顺槽地质情况为背景，930232作面上巷为综放沿空巷道，煤层厚度平均为 5.2m。
为了比较深埋与浅埋两种情况下巷道断面对围岩应力应变的影响，模拟埋深按300m、600m两种情况计算。
模拟巷道断面为矩形和直墙半圆拱形两种，主要参数如下：
(1)矩形断面为4.0m(宽)×3.0m(高)；
(2)直墙半圆拱形断面宽4.0m，高3.0m，其中墙高1.0m。
根据模拟结果，对比矩形、半圆拱形巷道在埋深300m、600m情况下的应力应变分布特征，可以找到适合于深部综放沿空巷道围岩控制的巷道断面形式。
2.2两种断面巷道的围岩应力位移的比较
图1为埋深300m、图2为埋深600m条件下的矩形巷道、直墙半圆拱巷道在掘进稳定期间的垂直应力等值线图，图中应力单位为MPa。
由图1可看出，在埋深为300m的情况下，矩形断面巷道在顶底4个拐角产生了应力集中，垂直应力最大值为9MPa；直墙半圆拱形断面在底板2个拐角处产生了应力集中，产生的应力集中程度与矩形巷道基本相同，但在拱顶的两侧(半圆拱与直墙的交界处)产生的应力集中现象与矩形巷道相比要小的多，并且直墙半圆拱形巷道顶部的应力变化相对较平缓；直墙半圆拱形断面顶部垂直应力最大值为8MPa。
在埋深为300m时，矩形与直墙半圆拱形巷道的垂直应力相差仅为1MPa，差别不明显。
由图2可看出，当埋深为600m时，与埋深为300m相比，矩形、半圆拱形巷道围岩的垂直应力分布特征基本不变，但是两种断面巷道围岩的垂直应力最大值差异增大，最大垂直应力相差2MPa。
预计随着深度的继续增加，矩形断面与半圆拱形断面的垂直应力差别将随之增大。
浅埋和深埋下不同断面的围岩位移差别与应力特征相似，矩形巷道顶部煤岩体垂直位移量明显大于半圆拱形巷道的垂直位移量。
由此可看出，随着埋深的增大，直墙半圆拱巷道在控制巷道顶部的煤岩体变形方面比矩形巷道效果好。
根据以上分析可知，与矩形巷道相比，尽管直墙半圆拱形断面施工较复杂，但是其有利于缓解沿空巷道围岩的应力集中程度，能够有效地减少巷道顶部煤岩体的位移，减小巷道围岩的变形；特别是随着埋深的不断增加，直墙半圆拱形断面这一优点将愈加突出。
因此，在埋深较大的巷道断面的选取上，应选用直墙半圆拱形断面。
与钻眼放炮掘进工艺相比，综合机械化掘进工艺对巷道围岩的破坏损伤程度较小，并且易于保证巷道的拱形断面成型，有利于深部综放沿空巷道围岩的稳定。
3、深部综放沿空巷道支护方式及参数
传统的回采巷道支护方式包括棚式支护和锚杆支护。
常用的棚式支护主要有工字钢支架、u型钢可缩性拱形支架和环形支架等，棚式支护一般属“被动支护”，基本不具初撑力，只是在围岩变形后，随围岩变形的增加，支架支护阻力才逐渐增长。
锚杆支护属“主动支护”，与棚式支护相比，锚杆支护由于具有技术成熟，施工简单，经济效益明显等优点，已逐渐成为回采巷道的主要支护方式。
由于深部综放沿空巷道具有留设顶煤、沿煤层底板和相邻采空区布置、断面大、经历采掘影响等特点，仅仅采用锚杆支护综放沿空巷道，往往不能有效控制围岩，特别是顶煤的离层，为此，需采用“锚杆+锚索+金属网”联合支护形式，以保证生产的安全。
综放沿空巷道的长度一般较长，短者数百米，长的可达1～2千米。
在如此长的巷道中，只有当巷道围岩条件基本相同时，同一种支护形式和参数才可能适用于整条巷道。
一旦巷道围岩发生了明显的变化，或者出现了地质构造(例如出现断层，向斜或背斜的轴部等)，由于构造应力的作用，则需对支护形式和参数进行调整，才能适应新的围岩条件和地质情况。
例如深部综放沿空巷道围岩由完整状态变为破碎状态时，可增大锚杆的长度及支护密度；当巷道接近断层、向斜或背斜的轴部等地质构造时，可采用“锚网索+金属梁”支护方式，甚至是“锚梁网索+金属支架”联合支护方式才能有效控制该特殊地段的巷道围岩，以防止深部综放沿空巷道出现支护失效导致的顶板事故。
对于采用锚网索支护的深部综放沿空巷道而言，增大锚杆或锚索的直径、长度，减小锚杆或锚索的间排距，都能明显提高支护强度，降低巷道围岩的变形量。