皖北矿区回采巷道支护设计很大程度上依赖于技术人员的工程判断力和实践经验,导致有些巷道支护效果不佳,有些设计参数偏于保守,制约着矿井安全高效水平的提高。因此,在考虑层位岩性、节理裂隙、开采深度等因素基础上,定义了巷道顶板、底板及煤帮的稳定性判别指标。基于关键层理论,计算出顶板垮断极限层的层序数和采空区悬顶长度,推导出临界煤柱宽度计算式,从而确定了护巷煤柱稳定性判别指标,并进行了巷道围岩综合评价和整体分类。采用计算机数值模拟,拟合出分类指标与围岩塑性率的函数关系,计算了随围岩条件动态变化的分类指标权值,并依据基本顶来压当量及围岩塑性率函数的斜率变化,确定了围岩次分类的判别条件。结合皖北矿区回采巷道支护的成功实例,构建了包含巷道围岩力学参数、支护参数及其支护效果等信息的样本数据库,在综合考虑巷道类型及服务年限、区域类型、整体分类及围岩次分类基础上,优选试验巷道的支护方案,实现回采巷道支护决策安全可靠、经济合理。

中国博士后基金项目(2013M541813)；高等学校博士学科点专项科研基金项目(20133415120002)；