针对大倾角煤层断层带回采巷道受动载影响易出现冒顶、片帮等支护难题，以太平煤矿3115-14工作面回风巷道为工程背景，采用物理相似模拟实验的研究方法，揭示巷道未支护、锚网支护、锚网喷支护等3种条件下受动载影响的变形破坏规律及支护失效机理。实验结果表明：回风巷道未支护条件下，顶板在倾斜层面和断层面交汇处出现“三棱柱”冒落体，近断层巷帮中上部出现煤壁片帮。锚网支护巷道在动载作用下靠近断层带处顶板下沉剧烈、出现金属网破裂并伴随漏沙等现象。锚网喷支护巷道在动载作用下呈现顶板和左帮表面破坏严重、锚杆受力明显，呈现非对称变形破坏特征。根据巷道顶板的载荷-变形曲线梯度变化特征，顶板动载变形划分为线弹性变形阶段、黏弹性变形阶段及塑性变形破坏阶段，巷道支护与非对称变形的不协调导致支护失效。据此，提出“锚网喷+刚柔支架”的组合支护技术，采用圆弧拱刚柔支架提高了巷道围岩整体支护强度，控制顶板的塑性变形和巷帮的黏弹性变形，顶板、左帮、右帮、底板的变形量较锚网喷支护降低了39%,91%,38%,64%,支护效果良好，为类似条件巷道支护提供技术指导。

国家自然科学基金项目(51974230,51634007)；山东省重大科技创新工程项目(2019JZZY020326)；

1 工程背景
2 断层带回风巷变形破坏实验研究
2.1 物理相似模型
1) 相似比例设计
2) 相似材料选取
3) 相似模型铺装
4) 测试系统
5) 加载过程设计
2.2 实验结果分析
1) 未支护条件下巷道围岩破坏特征
2) 锚网支护巷道动载失稳特征
3) 锚网喷支护巷道动载失稳特征
4) 大倾角断层带巷道变形及支护失稳机理
3 巷道支护方案优化设计
3.1 “锚网喷+刚柔支架”组合支护技术
3.2 “锚网喷+刚柔支架”组合支护效果
1) 围岩变形量对比分析
2) 锚杆受力分析对比
4 工业试验
5 结 论

王红伟,宋远洋,焦建强,贠东风,李浩男,王同,徐辉,柏仁宣.大倾角煤层断层带回采巷道动载失稳机理[J].采矿与安全工程学报,2022,39(05):971-980+991.DOI:10.13545/j.cnki.jmse.2021.0498.