深部强采动大断面煤巷围岩外锚-内卸协同控制技术.pdf

第 卷第 期煤 炭 学 报 年 月 深部强采动大断面煤巷围岩外锚内卸协同控制技术 谢生荣，，王 恩，陈冬冬，，蒋再胜，李 辉，刘瑞鹏 （中国矿业大学（北京） 能源与矿业学院，北京 ；中国矿业大学（北京） 共伴生能源精准开采北京市重点实验室，北京 ） 摘 要针对深部剧烈动压扰动影响下软碎煤体巷道围岩持续大变形破坏的控制难题，以某矿深部 强采动影响区典型大断面软碎煤体巷道为研究对象，分析了深部煤巷经历强采动影响下的矿压显 现规律，阐明了引起围岩大变形破坏的主要原因，得出了煤巷围岩的主要控制难点。 基于此提出了 深部强采动大断面煤巷围岩外锚内卸协同控制技术，煤巷浅部围岩锚索注强化锚固技术提高了 主体承载结构的围岩强度，为内部造穴卸压创造了良好的施工环境；两帮煤体深部应力高峰区采取 大直径孔洞造穴卸压，阐明了在不破坏浅部锚固围岩稳定性基础上使煤巷两帮高支承压力峰值转 移至造穴孔洞实体煤侧的卸压机制。 内部大直径造穴孔的布置使深部煤岩体的变形向卸压孔洞群 转移，为深部煤岩体持续向外运移提供让压补偿空间，浅部强化锚固能有效阻断深部煤岩体向煤巷 空间运移，减少煤巷两帮围岩变形量；提出大断面煤巷围岩外锚内卸的“固结修复、桁索强锚、内 卸转移、内外协同”控制机理，并通过相似模拟及数值模拟的方法验证了煤巷围岩外锚内卸协同 控制技术的可行性。 现场工程实践表明煤巷采取外锚内卸协同控制技术，有效抵御了大断面软 碎煤体巷道在强采动影响下的两帮围岩大变形，显著改善了煤巷围岩应力状态。 关键词外锚内卸；协同控制；强采动影响；软碎煤体；应力转移；让压补偿空间 中图分类号 文献标志码 文章编号（） 移动阅读 收稿日期 修回日期 责任编辑郭晓炜 基金项目国家自然科学基金资助项目（，）；中国博士后科学基金资助项目（） 作者简介谢生荣（），男，江苏六合人，教授，博士。 通讯作者陈冬冬（），男，安徽宿州人，讲师，博士后。 引用格式谢生荣，王恩，陈冬冬，等 深部强采动大断面煤巷围岩外锚内卸协同控制技术 煤炭学报，， （） ， ， ， ，，（） ，， ， ，， ， ， （ ， ， ，； ， ， ，） ， ， ， ， 第 期谢生荣等深部强采动大断面煤巷围岩外锚内卸协同控制技术 ， ， ， “ ， ， ， ” ， ， ， ； ； ； ； ； 随着煤矿开采深度的不断增加，深部煤岩体力学 环境与组织结构及其基本力学行为使得深部巷 道围岩呈现总变形量大、收敛速率快、持续变形时间 长及支护系统损毁等强矿压特征，导致深部巷道常年 不间断扩刷整修已成为常态。 深部巷道矿压显现特 征与其外部工程环境、内部岩性结构、扰动应力与位 移场、支护模式等有着密切的关系。 针对深部煤巷围 岩控制理论与工程实践问题，国内外学者从采矿工 程、工程地质、岩体力学等学科不同视角，采用调查研 究、理论分析、实验研究和数值模拟等方法对深部煤 巷矿压显现特征及其影响因素、大变形规律和巷 道维护特点、顶帮破坏失稳及力学机制、围 岩控制理论与技术等方面进行了有益的探索。 在深部巷道围岩综合控制技术中卸压控制已成为实 现巷道围岩长时有效控制的关键技术方向之一，目前 主要有时空上避开高应力区、预裂采场上覆关键 岩层、支护系统自身让压及二次支护、卸 压巷道、煤层钻孔与深孔预裂爆破等卸 压控制方法，并在不同深部环境下实践成功。 卸压控 制的本质是释放或转移部分集中应力，即通过改 善巷道围岩应力状态实现稳定性控制。 试验矿井深部 采区集中泵站硐室采用强力锚 杆索支护系统、注浆加固等高强综合控制技术后，仍 无法避免支护系统损毁及围岩持续大变形现象，仅是 将扩刷整修间隔时间延长，导致支护成本居高不下， 严重制约了矿井安全高效生产；同时，试验巷道即将 经历相邻大采高工作面的强采动影响。 鉴于此，矿方 主要有以下 种方案可供选择 保留现有巷道，将 工作面留设保护煤柱尺寸加宽，但面临强采动 影响下煤巷无法及时扩刷整修的问题； 重新选址 掘巷，将煤巷内供液设备搬离至新巷道；上述 种方 案经济损失均比较大。 针对此现状，笔者提出外锚 内卸协同控制技术抵御强采动大断面煤巷围岩大变 形，煤巷浅部强化锚固提升了锚固区围岩结构力学性 能，两帮应力高峰区内部造穴为深部煤体持续向巷道 空间运移提供让压补偿空间，研究成果对发展完善深 部巷道围岩控制体系具有重要科学价值。 工程概况 采区集中泵站硐室概况 试验矿井 采区集中供液泵站硐室位于 号煤 层 采区 工作面设计终采线与 采区三条 大巷之间，距离相邻 大采高工作面设计终采线 及 采区轨道巷均为 （图 ），主要服务于 采 区各回采工作面，预计服务时间仍有 。 硐室断 面为宽 高 的大断面矩形巷道，沿煤层顶 板布置。 煤层埋深约 ，煤层平均厚度 ，平 均倾角为 。 号煤层直接顶为 的粉砂岩， 基本顶为 细砂岩，直接底为 细砂岩，基 本底为 粉砂岩。 大采高工作面回采之前，与 工作面 设计终采线距离超过 的 采区 条大巷受相 邻工作面回采扰动影响后多次发生大变形破坏（图 ）。 据统计， 采区 条大巷每半年不得不扩刷修 复以满足巷道的正常使用，造成巷道维护成本明显升 高。 未受 大采高回采工作面扰动影响时，试验 煤巷两帮围岩常年发生持续性变形，每半年至一年时 间需对其进行扩刷修复（图 （）），以维持巷道基本 煤 炭 学 报 年第 卷 图 采区集中泵站硐室布置 图 采区大巷变形破坏图 图 工作面周围巷道围岩变形量观测结果 运行。 大采高工作面回采过程中，位于工作面 终采线与试验煤巷之间处于同一水平的运架通道已 完全闭合，工作面前方区段运输平巷围岩移近量观测 结果如图 （）所示。 由图 （）可知， 大采高 工作面回采过程中前方 范围内两帮移近量均 超过 ，由此看出，受 大采高回采工作面的 第 期谢生荣等深部强采动大断面煤巷围岩外锚内卸协同控制技术 剧烈动压扰动影响，超前段巷道围岩矿压显现剧烈， 且围岩受扰动影响范围远超过 ，因此，强采动 影响是现阶段煤巷的重要特征。 综上分析得出，当 工作面回采至设计终采 线时，试验煤巷在大采高工作面强采动影响下必将发 生更大范围的破坏。 鉴于此，在相邻大采高工作面推 进至设计终采线前，不得不采取有效控制措施抵御煤 巷围岩变形，以保障煤巷在 采区待回采工作面生 产过程中的继续使用。 煤巷围岩控制难点 （）深部复杂地质条件。 试验矿井深部煤巷围 岩应力场复杂、煤体蠕变及煤层表现出典型的松软、 破碎等特征，易导致煤巷围岩大变形，使其总体 呈现变形量大、承载能力差、整体来压快、持续变形时 间长等特征，煤巷围岩控制难度增大，试验煤巷周围 巷道变形破坏如图 所示。 （）工作面强采动影响。 未受相邻工作面扰动影 响时，试验煤巷两帮围岩常年发生持续大变形破坏，不 间断扩刷整修已是煤巷维护的必要措施； 大采高 工作面的动压扰动影响范围远超过 （图 ），而工 作面设计终采线距离煤巷仅为 ，因此试验煤巷必 将经历相邻大采高工作面的强采动影响，强动压影响 下极易引起大变形破坏，甚至发生灾害性事故。 （）大断面引起煤巷围岩应力和变形增大。 试 验煤巷为宽 高 的大断面矩形巷道，研究 图 软碎煤体巷道变形破坏示意 结果表明，巷道断面增加使顶应力和变形呈平方和立 方关系增长，围岩易开裂且破碎范围显著增大，浅部锚 杆索锚固力得不到保证，导致煤巷围岩控制难度大。 煤巷围岩外锚内卸协同控制原理 针对试验煤巷受相邻大采高工作面强动压扰动 影响下围岩大变形现象，提出采取外锚内卸协同控 制技术抵御强采动煤巷围岩变形及破坏。 煤巷浅部围岩外锚控制 煤巷浅部围岩采取顶帮高强高预紧力长锚索配 套双股钢筋梯子梁顶帮注浆改性巷内双排单体支 柱等联合控制技术，如图 所示。 图 煤巷浅部围岩外锚原理 煤 炭 学 报 年第 卷 将煤巷围岩划分为锚杆预应力锚固圈（ 区）；高强锚索梁桁架锚固圈（ 区）；顶帮注浆扩散 圈（ 区）， 个区域共同组成锚索注强化承载结 构圈。 注浆后浆液进入 区域围岩内部微小裂隙，将 松散、破碎、软弱煤体充填固结密实，进而改善 围岩力学参数，提高 区域围岩强度和锚索锚固力。 基于强化浅部围岩结构力学性能，由顶帮倾斜锚索 及钢筋梯子梁共同组成的“锚索梁桁架”结构能有 效控制顶板及两帮浅部锚固区围岩，强化大断面煤 巷深部围岩支护圈。 巷内双排单体柱可形成顶底 板双向强支撑结构，煤巷空间上方岩层重力由巷内 单体支柱与两帮注浆锚索锚固煤岩体共同承担，双 排单体支柱与围岩共同组成一个承载结构体系，有 效抵御强采动期间大断面软碎煤体巷道围岩大变 形。 基于强主动支护注浆改性形成围岩锚索注强 化承载结构圈，改善巷道近表围岩的应力状态，且 控制围岩裂隙产生、扩展与贯通，大幅提升了 煤巷浅部锚固体结构强度，为开展内部造穴卸压创 造了良好的施工环境。 煤巷深部煤体内卸控制 内部卸压方法是在巷道两帮煤体内部应力高峰 区进行造穴的卸压技术，主要包括 确定巷道两帮 卸压钻孔位置及钻孔深度； 在浅部小直径钻孔内 置入钢管形成围岩内强主动支护结构； 在煤帮应 力高峰区内形成大孔洞卸压空间。 巷道两帮煤体内 部造穴卸压孔布置如图 所示。 内部卸压技术原理 具有以下特征 内部大孔洞造穴卸压在煤巷深部 应力高峰区内造穴形成大直径卸压孔洞群，且卸压孔 远离巷道浅部承载结构体围岩； 不破坏浅部锚固 区围岩结构稳定性巷道浅部钻孔内全长钢管加固可 保护锚固区围岩结构不被钻孔弱化，避免因浅部钻孔 的卸压作用破坏巷道围岩的稳定性，同时可在浅部锚 固区围岩形成强主动支撑结构，因此内部卸压后 巷道浅部围岩仍可发挥良好的承载能力； 原支承 压力峰值向深部转移基于巷帮煤体内部应力高峰区 开挖卸压孔形成弱结构卸压带并吸收围岩高应力，将 巷道应力集中区围岩的塑化运移转移至内部造穴孔弱 图 巷道两帮煤体内部卸压孔布置示意 结构区域，使围岩支承压力峰值转移至造穴孔洞实体 煤侧，从而实现对巷道围岩卸压。 煤巷浅部外锚与深部内卸协同控制 为了实现深部强采动大断面煤巷围岩稳定，除了 转移煤巷周围高集中应力外，保障煤巷浅部锚固承载 结构围岩稳定至关重要，因此提出了外锚内卸协同 控制技术，可将该技术凝练出“固结修复、桁索强锚、 内卸转移、内外协同”等控制机理，巷道围岩外锚内 卸协同控制原理如图 所示。 （）“固结修复”。 注浆提高了深部软碎煤体围 岩自身强度和变形模量，有助于围岩表面应力扩散， 改善大断面煤巷浅部围岩应力状态，有效限制塑性区 的发展，提升围岩的承载能力，有利于煤巷保持稳定。 （）“桁索强锚”。 “锚索梁桁架”系统锚固点位 于煤巷两肩角深部不易被破坏的三向受压岩体内，为 发挥强锚固力提供了稳固的承载基础，其施加的复向 预应力迫使顶帮煤岩体处于多向压应力状态，提高了 围岩强度和抗变形能力，锚索斜穿过煤帮上方最大剪 应力区且与钢筋梯子梁联接作用范围大，能有效控制 围岩发生剪切破坏。 （）“内卸转移”。 通过在煤帮应力高峰区布置 卸压孔洞群可大幅削弱应力集中区围岩强度，使原应 力高度集中区域围岩变形能部分释放，促使煤巷原支 承压力峰值转移至卸压孔洞实体煤侧，即通过内部卸 压使应力峰值向深部转移，实现煤巷围岩卸压。 （）“内外协同”。 巷道浅部围岩强化锚固且小 直径钻孔钢管支撑加固能大幅降低煤巷锚固区煤体 力学性能的劣化程度，远离锚固区的应力高峰区布置 内部卸压孔洞为深部煤体持续向煤巷空间运移提供 补偿空间，外锚内卸协同控制技术实现围岩卸压的 同时，保障了浅部锚固承载区围岩结构不发生破坏， 减少煤巷围岩变形量。 第 期谢生荣等深部强采动大断面煤巷围岩外锚内卸协同控制技术 图 巷道围岩外锚内卸协同控制原理 总之，为了维护强采动煤巷围岩稳定， 要进行 主动支护； 由于主动支护不能改变围岩大环境，因 此提出了外锚内卸协同控制技术。 其中，外锚可限 制内卸后深部煤体向煤巷空间运移，内卸可为外锚提 供良好的应力环境，外锚与内卸 者协同不仅转移了 煤巷周围高集中应力，也保障了浅部围岩的稳定性， 促使大断面煤巷长期保持稳定，解决深部强采动煤巷 围岩控制难题。 外锚内卸协同控制物理相似模拟 为了深入探究外锚内卸协同控制技术对煤巷 围岩的卸压保护机制，开展试验矿井深部软碎煤巷围 岩外锚内卸物理相似模拟试验，对比分析卸压前后 煤巷围岩应力分布规律，揭示外锚内卸协同控制技 术对巷道的保护机制。 模型几何相似比为 ，即煤层的实际厚度 为 ，模拟厚度 ；模拟过程与现场开挖过 程相似，要求荷载比相似、边界条件相似、时间相似， 选容重相似比为 ，设定相似开挖条件为巷道与 两侧煤体内部卸压空间整体分步开挖。 根据物理力学参数相似原则，设定出工程煤岩体 与模型物理力学参数相似比关系，转化相似模拟材料 与试验巷道周围煤岩体参数关系式， g（为 模型几何相似比；为模型容重相似比；为模型物 理力学参数相似比），整理得出各煤岩层的模拟厚 度、容重、抗压强度及分层数等，见表 。 根据相似模 拟材料与试验矿井煤岩层参数关系式，取 。 试验模型中，模拟顶板岩层高度为 ，煤层为 ，底板岩层 ，取上覆 岩层密 度均值为 ，荷载约 ，配重块荷 载为 。 表 相似模型中部分煤岩层物理力学参数 岩层 厚度 模拟厚 度 分层数 分层厚 度 抗压强 度 模拟抗压 强度 密度 （ ） 模拟密度 （ ） 粗砂岩 细砂岩 煤 炭质泥岩 粉砂岩 细砂岩 号煤 粉砂岩 细砂岩 煤 炭 学 报 年第 卷 根据实验室配比强度并结合相似材料配比表， 确定出相似模型中各岩层材料及配比见表 。 模型 中巷道为 的矩形断面，根据试验煤 巷支护布置相一致的锚杆索支护（模拟材料为铁 丝（锚杆为 号铁丝，锚索为 号铁丝），通过环 氧树脂与周围其他材料相粘合） 及巷内单体柱支 护。 为分析在未采取卸压及采取卸压措施后巷道 围岩应力分布情况，模型铺设过程中在巷道两帮沿 煤层顶板每隔 埋设一个应变片，利用计算机 对顶板横梁加载过程中的应变实时动态监测，进而 分析卸压前后各测点应力值变化。 巷道两侧深处 初始卸压槽尺寸为 （长宽 高），其 体 积 约 ， 相 似 模 型 如 图 （ ） 所示。 表 相似模型材料质量配比 岩层分层数分层厚度 沙子、石灰、石膏质量配比 质量 沙子石灰石膏水 粗砂岩 细砂岩 煤 炭质泥岩 粉砂岩 细砂岩 号煤 粉砂岩 细砂岩 图 相似模型及试验结果 当顶板经受加载时，巷道帮部卸压槽体积随顶板 下沉变化曲线如图 （）所示。 从图 （）可以看出， 卸压槽受围岩挤压后顶板发生弯曲下沉，底板出现臌 起，特别是深部煤体不断向外挤出，使卸压槽持续被 填充，卸压槽空间持续缩小；当顶板横梁下移至 时卸压槽内剩余空间约为 ，其变形量 达到了初始卸压槽体积的 ，同时保证了巷道断 面完好且未发生破坏。 巷道两帮煤体内部未卸压及卸压后转化为原型 值的围岩应力随顶板横梁加载过程变化曲线如图 （）所示。 由图 （）可知，卸压前巷道两帮煤体 深部应力峰值约 ；采取卸压措施后巷道 围岩应力为双峰型分布，浅部 范围内应力与 原应力值近似一致，但卸压后浅部内应力峰值与原 峰值相比明显减小，降低幅度约 ；深部外应 力峰值与原峰值相比略有升高，升高幅度仅为 ，采取卸压措施后实现了原巷道帮部应力峰值 向深部转移，且浅部锚固承载结构围岩应力不发生 明显弱化，保障了巷道浅部围岩的稳定性。 综合上述 分析得出，在巷道两帮煤体深部开挖卸压孔洞对巷道 卸压调控效果显著。 煤巷围岩外锚内卸协同控制技术 煤巷浅部围岩强化锚固参数 针对试验煤巷围岩持续大变形不得不定期扩刷 整修的现象，矿方采取了顶板及两帮高强高预紧力长 第 期谢生荣等深部强采动大断面煤巷围岩外锚内卸协同控制技术 锚索配套双股钢筋梯子梁高压注浆改性等联合控 制技术。 其中顶板采用 注浆 锚索配套双股钢筋梯子梁支护，左右两根锚索分布与 顶板夹角呈 ，间排距为 ；两帮布置 注浆锚索配套双股钢筋梯子梁， 其中上排锚索上仰 及下排锚索下俯 ，间排距为 。 煤巷每排布置 根单体柱并配合 型 钢梁 支 护， 单 体 柱 分 别 距 两 帮 ， 排 距 为 。 内部卸压施工方法与参数 煤巷两帮卸压钻孔位于帮部距离底板 并 垂直于巷帮布置，外部小孔直径约 ；考虑到锚 索长度为 且内部造穴对围岩结构的弱化作用， 为了不破坏浅部锚索锚固区围岩，现场施工时需使最 终形成的内部造穴孔外端距巷帮约 ，内部大直 径造穴孔深 ，每孔出煤量 ，两帮卸压孔 排距为 ；受限于设备，深部造穴孔洞直径约 ，煤巷两帮围岩卸压钻孔布置如图 所示。 为了 防止造穴冲孔对煤巷两帮浅部锚固体内煤体的破坏， 首先对浅部 范围内小直径钻孔置入直径为 的地质钢管并在管壁外侧注浆固结，保障了 浅部围岩结构不被外侧小直径钻孔弱化，待造穴完成 后及时封孔。 图 卸压钻孔布置 外锚内卸协同控制效果分析 为了分析采取外锚内卸协同控制技术后煤巷 围岩应力分布规律及卸压效果，构建试验矿井深部煤 巷围岩 数值模型。 卸压孔延伸方向为 轴（取 ），煤巷轴向为 轴（取 ），竖直方 向为 轴（取 ）。 顶边界应力约束，左右边界 方向速度为 ，前后边界 方向速度为 ，底边界 ， ， 方向速度均为 ，侧压系数为 。 采用 模型作为煤巷围岩变形破坏的本构模型， 岩层力学参数见表 。 基于上述内部造穴卸压参数，模拟了大断面煤巷 浅部锚固后未卸压及卸压后围岩垂直应力分布云图 及曲线对比，结果如图 所示。 表 岩层力学参数 岩性 密度 （ ） 体积 模量 剪切 模量 内摩 擦角 （） 黏聚 力 抗拉 强度 黏土岩 细砂岩 粉砂岩 号煤 炭质泥岩 粗砂岩 图 煤巷卸压前后围岩应力分布 煤 炭 学 报 年第 卷 内部卸压后煤巷两帮围岩可划分为 个区域，分 别为锚固承载区（造穴孔与巷道间的围岩，包括内应 力峰值）、造穴弱结构缓冲区（ 造穴范围内围岩） 及高应力转移区（深部应力峰值区）。 由图 明显 可以看出 内部卸压后煤巷两帮原应力峰值明显 向深部转移，转移后的应力峰值约 ，其位 置向深部转移了 ； 卸压后煤巷浅部 范 围内锚固区围岩应力与未卸压时近似保持一致； 煤巷卸压后内应力峰值与原峰值相比明显降低，降幅 达 ，且处于原应力高峰区内的围岩应力在卸压 后明显降低，由此说明采取内部卸压措施显著改善了 大断面煤巷围岩应力状态，保障了煤巷浅部锚索锚固 承载结构围岩不发生破坏，验证了上述内部造穴卸压 参数的合理性，揭示了大断面煤巷外锚内卸协同控 制技术对于维护围岩稳定性的重要作用。 矿压观测结果及分析 为了评估外锚内卸协同控制技术对抵御强采 动影响下煤巷两帮围岩大变形的控制效果，现场设置 多个测站对煤巷两帮围岩移近量及锚索受力进行矿 压观测。 两帮围岩移近量 由图 煤巷卸压前后两帮围岩移近量变化曲 线（图中 条竖线表示各个测站实际造穴完成时间） 可知受邻近 大采高工作面回采扰动影响，浅 部围岩强化锚固后两帮围岩移近量仍呈一定的增加 趋势；当煤巷两帮采取内部卸压措施后，煤巷两帮围 岩移近速率显著降低，即造穴卸压明显改变了两帮围 岩位移变化规律。 当 大采高工作面回采至设 图 煤巷卸压前后两帮围岩移近量曲线 计停采线（距煤巷距离为 ）附近时两帮围岩移近 速率趋于稳定，两帮围岩移近量近似不再增长，由此 得出采取外锚内卸协同控制技术对抵御强采动煤 巷两帮围岩变形效果显著。 帮部锚索受力 由图 煤巷帮部锚索受力变化曲线（锚索受 力单位 与 的转化比为 ）可以看出， 初期煤巷浅部围岩强化锚固后帮部最上方锚索受 力均小于 ；中间锚索受力均小于 ，受相 邻大采高工作面剧烈动压影响下，两帮锚索受力初 期增速较快。 当煤巷两帮煤体内部卸压结束后锚 索受力增速明显降低，说明在浅部围岩锚固基础上 采取内部卸压后显著改善了煤巷围岩应力状态，此 时大 巷 帮 最 上 方 锚 索 及 中 间 锚 索 受 力 均 小 于 ，且均在锚索受力合理范围之内，煤巷围岩 趋于稳定状态。 图 煤巷卸压前后帮部锚索受力曲线 试验煤巷外锚内卸协同控制技术施工完成且围 岩稳定后现场控制效果如图 所示。 由图 看出 外锚内卸协同控制技术使强采动煤巷两帮围岩变形 量得到了明显控制，锚索等支护构件完好且未发生破 断及失效现象，巷内单体柱稳压承载且未发生卸荷，深 部强采动大断面软碎煤体巷道围岩控制效果显著。 第 期谢生荣等深部强采动大断面煤巷围岩外锚内卸协同控制技术 图 煤巷现场控制效果 结 论 （）针对深部软碎煤巷在经历相邻工作面强采 动影响下的围岩控制难题，提出大断面煤巷外锚内 卸协同控制技术。 煤巷浅部锚索注强化锚固提高了 围岩整体强度，保障了锚固承载结构围岩不被劣化； 两帮煤体内部应力高峰区大孔洞造穴卸压使深部煤 岩变形向卸压孔洞群转移，为深部煤岩体持续向煤巷 空间运移提供让压补偿空间。 （）外锚可限制内卸后深部煤体向煤巷空间运 移，内卸可为外锚提供良好的应力环境，外锚与内卸 二者协同不仅转移了煤巷周围高集中应力，也保障了 浅部围岩的稳定性，形成了“固结修复、桁索强锚、内 卸转移、内外协同”等控制机理；外锚内卸协同控制 技术促使大断面煤巷长期保持稳定，解决深部强采动 煤巷围岩控制难题。 （）数值模拟结果表明，采取外锚内卸协同控 制技术后，煤巷浅部 范围内锚索锚固承载结构 围岩应力与未卸压时近似保持一致，内应力峰值与原 峰值相比降幅达 ，且处于原应力高峰区内的围 岩应力在卸压后明显降低；内部卸压后煤巷围岩应力 峰值与卸压前相比向深部转移了 ，因此采取外 锚内卸协同控制技术显著改善了大断面煤巷围岩 应力状态。 （）通过对煤巷两帮围岩变形量及锚索受力现 场观测，结果表明外锚内卸协同控制技术有效抵御 了深部强采动大断面煤巷两帮围岩持续大变形，保障 了煤巷继续为 采区各待回采工作面服务，研究成 果对进一步发展完善深部巷道围岩控制体系具有重 要科学价值。 参考文献（） 谢和平，周宏伟，薛东杰，等煤炭深部开采与极限开采深度的研 究与思考煤炭学报，，（） ， ， ， ，，（） 谢和平深部岩体力学与开采理论研究进展煤炭学报， ，（） ，，（） 齐庆新，潘一山，舒龙勇，等煤矿深部开采煤岩动力灾害多尺度 分源防 控 理 论 与 技 术 架 构 煤 炭 学 报， ， （ ） ， ， ， ， ， （ ） 何富连，何文瑞，陈冬冬，等考虑煤体弹塑性变形的基本顶板 初次破断结构特征煤炭学报，，（） ， ， ， ，，（） 陈冬冬，武毅艺，谢生荣，等弹塑性基础边界一侧采空基本顶 板结构初次破断研究煤炭学报，，（） ， ， ， ，，（） 侯朝炯深部巷道围岩控制的关键技术研究中国矿业大学 学报，，（） ，，（） 侯朝炯，王襄禹，柏建彪，等深部巷道围岩稳定性控制的基本理 论与技术研究中国矿业大学学报，，（） ， ， ， ， ，（） 蔡美峰深部开采围岩稳定性与岩层控制关键理论和技术 采矿与岩层控制工程学报，，（） ，，（） 王卫军，袁超，余伟健，等深部大变形巷道围岩稳定性控制方法 研究煤炭学报，，（） ， ， ， ，，（） 何满潮，郭宏云，陈新，等基于和分解有限变形力学理论的深 部软岩巷道开挖大变形数值模拟分析岩石力学与工程学 报，，（） ， ， ， 煤 炭 学 报 年第 卷 ， ， （ ） 袁越，王卫军，袁超，等深部矿井动压回采巷道围岩大变形破 坏机理煤炭学报，，（） ， ， ， ， ，（） ， ， ， ，， ， ， 李为腾，王琦，李术才，等深部顶板夹煤层巷道围岩变形破坏 机制及控制煤炭学报，，（） ， ， ， ，， （） 王琦，潘锐，李术才，等三软煤层沿空巷道破坏机制及锚注控 制煤炭学报，，（） ， ， ， ，，（） ， ， ， ， 左建平，文金浩，刘德军，等深部巷道等强支护控制理论 矿业科学学报，，（） ， ， ， ，，（） 康红普，姜鹏飞，黄炳香，等煤矿千米深井巷道围岩支护改 性卸压协同控制技术煤炭学报，，（） ， ， ， ，，（） 康红普，徐刚，王彪谋，等我国煤炭开采与岩层控制技术发展 及展望采矿与岩层控制工程学报，，（） ， ， ， ，，（） 康红普煤炭开采与岩层控制的时间尺度分析采矿与岩层 控制工程学报，，（） ，，（） ， ， ， ，，（） ， ， ， ，， 王恩，谢生荣，陈冬冬，等剧烈采动影响煤巷围岩偏应力分布 规律与控制采矿与安全工程学报，，（） ， ， ， ， ，，（）， ， ， ， ，，（） 何满潮，陈上元，郭志飚，等切顶卸压沿空留巷围岩结构控制 及其工程应用中国矿业大学学报，，（） ， ， ， ， ， （ ） 高富强工作面坚硬顶板水力压裂对采动应力影响的数值模拟 研究采矿与岩层控制工程学报，，（） ，，（） 王炯，刘鹏，刘帅，等煤矿动压巷道围岩稳定性协同卸压控制 技术研究矿业科学学报，，（） ， ， ， ，，（） 余伟健，冯涛，王卫军，等南方复杂条件下的薄煤层开采巷道 围岩支护问题及对策煤炭学报，，（） ， ， ， ，，（） 张农，韩昌良，谢正正煤巷连续梁控顶理论与高效支护技术 采矿与岩层控制工程学报，，（） ， ， ，，（） 祁和刚深部高应力巷道综合卸压技术研究与实践采矿与 安全工程学报，，（） 第 期谢生荣等深部强采动大断面煤巷围岩外锚内卸协同控制技术 ， ， （ ） 王猛，王襄禹，肖同强深部巷道钻孔卸压机理及关键参数确定 方法与应用煤炭学报，，（） ， ， ， ，（） 王猛，郑冬杰，王襄禹，等深部巷道钻孔卸压围岩弱化变形特 征与蠕变控制 采 矿与安 全工程 学报， ， （ ） ， ， ， ， ，（） 马振乾，姜耀东，李彦伟，等极软煤层巷道钻孔卸压与 型钢 协同控制煤炭学报，，（） ， ， ， ，，（） ， ， ， ， ， ， ， ， 蔡峰，刘泽功耦合装药特性对深孔预裂爆破应力波能量衰减 的影响煤炭学报，，（） ， ，，（） 李廷春，张浩，张治高，等综采工作面过大落差断层深孔预裂 爆破技术煤炭学报，，（） ， ， ， ，，（） 李俊平，王红星，王晓光，等卸压开采研究进展岩土力学， ，（） ， ， ， ， ，（） ， ， ， ，，（） 谢生荣，岳帅帅，陈冬冬，等深部充填开采留巷围岩偏应力演 化规律与控制煤炭学报，，（） ， ， ， ，，（） 谢生荣，郜明明，陈冬冬，等大巷穿采空区时锚网喷与组合框 架联合支护技术 采矿与安全工程学报，，（） ， ， ， ，，（） 谢生荣，李世俊，魏臻，等综放工作面过空巷时支架围岩稳定 性控制煤炭学报，，（） ， ， ， ，，（） 谢生荣，张广超，何尚森，等深部大采高充填开采沿空留巷围 岩控制机理及应用煤炭学报，，（） ， ， ， ，，（） 李桂臣，孙长伦，孙元田，等基于“两介质三界面”模型的散 煤注浆固结宏细观规律煤炭学报，，（） ， ， ， “ ” ，，（） ， ， ， ， ，（） ， ， ， ， ，（） ， ， ， ， ， ， ，（） ， ， ， ， ，（） 高明仕，贺永亮，陆菜平，等巷道内强主动支护与弱结构卸压 防冲协调机制煤炭学报，，（） ， ， ， ， ，，（）