中国矿业大学(北京)陈冬冬研究团队针对深部煤层大巷帮部持续大变形的控制难题，开展了巷帮围岩浅部强力锚固与围岩内部非对称卸压的耦合控制机理及关键参数研究。相关成果以“Mechanism and key parameters of stress load‑off by innovative asymmetric hole‑constructing on the two sides of deep roadway”为题发表在IJCST(International Journal of Coal Science & Technology，https://link.springer.com/article/10.1007/s40789-023-00635-z或点击文末“阅读原文”)。
煤矿开采向深部进军，受高地应力及强采动等影响，深部巷道围岩普遍发生持续大变形，不得不进行反复扩刷，加剧围岩恶化，严重影响了深部矿井安全高效生产。目前，多数矿井面临采掘接替紧张局面，同时由于煤巷掘进速度明显快于岩巷等原因，多数大巷布置于煤层中。然而煤层大巷维护相对困难，尤其在深部开采条件下表现出持续性大变形破坏特征，单纯采用传统支护手段简单叠加组合的加固方法，难以有效解决该问题。卸压技术作为控制深部巷道围岩稳定的手段之一，能够改善围岩所处的应力环境，减小围岩变形破坏程度；传统的巷内密集钻孔卸压可转移围岩高应力，但同时会影响巷道浅部锚固区围岩稳定。为此，陈冬冬研究团队开展了深部煤巷围岩浅部强力锚固与围岩内部非对称卸压的耦合控制机理及关键参数研究，取得了良好效果，为类似深部煤巷围岩控制提供重要借鉴。
作者团队针对深部煤层大巷由于空间及设施等原因限制，只能在该巷内对其中一帮实施内部卸压孔洞，提出在底板岩巷向该巷的另一帮穿层实施内部卸压孔洞的非对称卸压技术，实现深部煤巷高应力非对称转移。
进行煤巷两帮非对称造穴卸压技术后，巷道两帮应力发生二次调整，巷道浅部围岩应力几乎无扰动、深部围岩高应力区域发生转移。自定义构建了用于评估卸压效果的评价指标：①|h-i|：造穴孔洞端部到原应力峰值位置的距离；②sf/si：1#应力峰值与原应力峰值之比；③ss/si：2#应力峰值与原应力峰值之比；④s-i：应力峰值位置转移的距离；⑤|i-f|：1#应力峰值位置与原应力峰值位置之间的距离；⑥Ñ(s-i)：应力峰值位置转移幅度。基于上述评价指标，得到了不同卸压参数下的煤巷两帮非对称卸压效果。
论文综合采用现场调研、数值模拟、工程实践等方法开展煤巷两帮非对称造穴卸压机理与关键参数研究，明晰了不同卸压参数对煤巷围岩高应力调控的响应规律，得到了合理的内部卸压参数，设计了评价围岩内部孔洞收敛度及应力变化程度的囊袋监控系统，并取得了良好应用效果。
论文研究的深部煤巷非对称卸压机理及关键技术参数对深部煤层大巷围岩控制具有突出优势，后续可进一步开展各类深部复杂大变形巷道控制的应用及深化研究。
陈冬冬，博士后，副教授，博导；北京市优秀博士毕业生，青年科技奖获得者（COSHA）。主要从事各类巷道及采场围岩控制、采场岩板结构断裂理论、煤炭开采及矿井灾害防治等方面的研究与教学工作。
作为负责人主持国家自然科学基金青年基金项目、中国博士后基金特别资助项目、中国博士后基金面上项目、国家自然科学基金子课题及横向课题等20余项。
获省部级科技进步奖18项（其中，一等奖3项）；专著5部；授权专利50余项、技术发明奖1项；以第1作者/通讯作者在IJCST、煤炭学报、岩石力学与工程学报、TUST及RMRE等重要学术刊物发表SCI/EI期刊论文57篇。
引用格式：Chen, D., Jiang, Z. & Xie, S. Mechanism and key parameters of stress load-off by innovative asymmetric hole-constructing on the two sides of deep roadway. Int J Coal Sci Technol 10, 82 (2023). https://doi.org/10.1007/s40789-023-00635-z
