为更好研究深井复合顶板条件下沿空留巷围岩变形破坏机理,以淮南矿区顾桥矿1115(1)工作面轨道巷工程地质条件为研究背景,利用自行研制的两向四面不等压加载试验平台进行试验,获得了掘进、一次采动、留巷和二次采动过程中巷道顶板变形特征。基于分形几何理论对复合顶板裂隙场进行定量描述,分析了巷道在不同阶段复合顶板的裂隙动态演化特征。研究结果表明:1)复合顶板变形破坏的宏观形态为"︶"型,以中低角度离层裂隙分布为主;2)复合顶板在基本顶旋转下沉过程中,裂隙快速发育,在充填体上方出现了明显的压剪裂隙;3)复合顶板裂隙分形维数随模拟过程逐渐增加,在留巷期间由于基本顶的旋转下沉,有明显的升维现象;4)顶板分形维数可以很好表征下沉量,二者近似呈现线性关系。基于研究成果,提出针对深井复合顶板条件下沿空留巷"各阶段逐级强化"和"强化护表"的支护对策与技术方案,并进行了工程验证。

国家自然科学基金项目(51274010)；