基于五阳煤矿7603孤岛工作面工程地质概况,进行现场调研并分析了运输巷掘进过程中出现两帮"平移"大变形的机理,得出巷道围岩变形机制是构造应力型(IIA)和重力型机制(IIB)+弱层走向型机制(IIIBA)+层理走向型机制(IIICA)+随机节理型机制(IIIE)的复合变形力学机制;运用变形力学机制转化原理,提出"携顶底,控两帮"的支护思路,进而提出了新的支护方案。运用FLAC3D数值模拟对比分析了新方案与原方案的支护效果,新方案塑性区发育较原方案少106.5 m2单位面积;新方案顶底板移近量较原方案减少了65.4%,两帮移近量减少了78.9%,新方案可以有效控制围岩两帮平移大变形。工业性试验表明,运输巷道的顶底板最大移近量约250 mm,两帮最大移近量仅有350 mm,分别比原支护方案减小45.9%和79.2%;两帮锚杆受力在110~160 k N之间,锚索受力值约为300 k N,均在15 d前后趋于稳定,巷道围岩得到了有效控制,能够满足通风和安全生产需要。

国家自然科学基金项目(51304068,51174078)；中国煤炭工业协会指导性研究计划项目(MTKJ2010-379)；