矿井巷道的非对称破坏是巷道研究中重点考虑的问题。相关研究表明，采场开挖导致的煤岩体加卸载运动及覆岩运移会导致支撑煤体内应力矢量发生显著变化，这种应力值与应力方向的双重变化是巷道出现非对称破坏的主要原因。马念杰等、赵志强等推导了非等压条件下圆形巷道周围的塑性区边界方程，发现了区域主应力的比值变化会使巷道围岩出现蝶形塑性区，一定程度上利用蝶形模型解 释了巷道非对称破坏现象。李季等依据蝶形破坏理论对碟叶的方向性机制展开研究，发现主应力的方 向变化会引起围岩塑性区碟叶的偏转，造成巷道围岩的破坏位置产生变化。因此，对采场侧方的应力场旋转现象展开研究，探究采场侧方支承煤体中主应力的 旋转规律与机理，利用一个合理的模型对采场侧方煤 体中的主应力旋转现象进行描述，对采场侧方巷道的破坏特征分析有着重要的意义。

一直以来，众多学者对开采而引起的应力场方向变化及其影响进行了大量的探讨和研究。王兆会等、王家臣等对深井超长工作面采动应力旋转展开研究，发现了采动应力旋转可以控制顶板并指导工作面推进方向的优化。贾后省等分析了采动巷道 应力场特征，并发现了采场侧不同位置围岩主应力大小、比值和方向具有明显差异。崔溦等研究了隧洞开挖过程中应力主轴旋转下岩体的裂隙扩展模式，发 现应力方向的旋转会造成围岩中的初始裂隙扩展深度和方向发生变化，影响围岩破坏模式。赵洪宝等对三向应力下的偏应力场进行研究，并验证了主应力 方向旋转会引起偏应力旋转，提出了巷道非对称支护 技术。陈上元等采用相似模拟和现场试验相结合， 对巷道非对称大变形进行研究，发现了采动应力造成 巷道围岩应力场的大小和方向改变，是巷道产生非对称变形的主要因素。冯国瑞等采用理论分析与数值模拟对非对称变形展开研究，发现采空区和遗留煤柱下方支承应力改变了巷道最大主应力的大小和方向，造成巷道发生非对称变形。

上述研究均发现了主应力方向变化在巷道破坏 与岩层控制中的重要作用。而目前的研究仅是对主应力方向变化所产生的影响进行探讨，并未对主应力方向旋转现象产生的原因与规律进行系统性研究。 因此，通过等效的概念，建立理想化的采场等效孔模型，将理论计算与数值模拟相结合，重点对采场侧方主应力旋转的形成机制与规律展开研究。

针对采场侧方巷道非对称破坏现象严重、巷道周边主应力旋转规律不明确的问题，基于主 应力方向旋转下的非等压圆孔塑性区边界方程和蝶形破坏理论，阐述了巷道周围主应力旋转与巷道非对称破坏之间的联系。建立采场等效孔的理论模型，研究了不同初始侧压系数下采场侧方主应力方向旋转的演化规律，以神东布尔台矿22205工作面为工程背景，通过理论分析与数值模拟， 沿推进方向对采场的不同位置进行等效孔拟合，验证了采场等效孔模型的可靠性，为采场侧方主应力旋转角度的确定提供了一种新思路。研究结果表明:

（1）当巷道处于蝶形风险区时，其周围主应力方向的旋转会引起蝶形塑性区的旋转，对巷道稳定性造成影响。提供了采场等效孔的理论模型可用于计算采场侧方主应力的旋转角度，数值模拟结果与理论计算吻合度较高。

（2）采场前后一定范围内的侧方煤体中主应力方向会发生旋转，主应力的旋转角度由采场未开挖时周围的初始地应力与采场等效孔半径决定。当初始侧压系数大于1时，最大主应力由垂直方向逐渐旋转为水平方向, 可以用主应力旋转45°隐性方程对采场侧方旋转45°的位置进行判定;当初始侧压系数小于1时，最大主应力由垂直方向先向水平方向旋转一定角度，随后会回转至垂直方向。采场等效孔半径表征采场的影响范围，半径越大则采场的影响范围越大。