【摘 要】
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我国煤炭资源总量为5.6万亿吨,占世界总储量的11%,而石油仅占2.4%,天然气仅占1.2%。专家预测,在本世纪前30年内,煤炭在我国一次能源构成中仍将占主体地位。在煤炭开采时,由于回采巷道受到采动影响、自由冒顶等影响而产生较大变形破坏,为保证安全,往往需要在回采巷道内进行U型棚支护等被动支护方式,但其造成支护成本高,施工进度慢,伴随着锚杆（索）支护技术在隧道等方面的大量运用,以及锚杆（索）支护低
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我国煤炭资源总量为5.6万亿吨,占世界总储量的11%,而石油仅占2.4%,天然气仅占1.2%。专家预测,在本世纪前30年内,煤炭在我国一次能源构成中仍将占主体地位。在煤炭开采时,由于回采巷道受到采动影响、自由冒顶等影响而产生较大变形破坏,为保证安全,往往需要在回采巷道内进行U型棚支护等被动支护方式,但其造成支护成本高,施工进度慢,伴随着锚杆（索）支护技术在隧道等方面的大量运用,以及锚杆（索）支护低成本等特点,在回采巷道使用主动支护,取消被动支护成为一种新的发展趋势。由于采区巷道受力复杂,在实践中主要依靠工程经验进行设计等问题。因此采用室内试验、现场实测、理论分析及数值模拟的方法,开展回采工作面巷道变形破坏规律和主动支护技术研究,具有一定理论意义及工程价值。主要研究内容如下:（1）现场取陈四楼矿21015工作面上顺槽岩样进行室内测试。结果表明:巷道围岩孔隙率较低,普式强度在4.6～9.6MPa之间,采用最小二乘法得出用MohrCoulomb强度准则在该埋深处描述岩石强度最为精确;（2）采用弹性力学及广义平面应变方法,建立力学模型,得出最大水平应力与巷道夹角、巷道倾角对巷道周边应力分布影响规律,夹角就环向应力对顶板影响较大,倾角处于45°～85°时,巷帮由原本轴向应力主导变为环向应力,21015上顺槽顶板环向应力及轴向应力值激增,采用荷载三带理论得出工作面最大应力与采动断裂角的正切值、采深、工作面长度成正比例关系;（3）采用数值模拟计算的方法,依托陈四楼煤矿工程背景,得出回采前后超强巷道顶板垂直应力在1～16MPa变化,侧向支承压力增大了1.2倍;工作面超前支承压力变化由21.8MPa增大至40.6MPa,工作面前方垂直应力增大区范围大约在27～32m范围内,不同回采阶段对顶板垂直位移造成影响较大,应对巷道顶板进行加强支护;（4）根据现场实测松动圈大小提出“锚杆+锚索+金属网”支护方案,并计算锚杆（索）参数范围,通过FLAC 3D模拟不同支护方案下巷道围岩应力场及位移场影响,研究锚杆内力变化情况,确定最终支护方案参数;（5）进行陈四楼矿21015工作面上顺槽主动支护工业性试验,判定主动支护效果的检验,结果表明控制效果良好,满足工程要求。
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