工作面試驗(yàn)地質(zhì)概況；巷道選在梨園河煤礦22110工作面，該工作面所采2#煤層為主采煤層之一，位于石炭系太原組上部，埋深約144m，煤層平均厚度為7.5m，煤層傾角為5°～13°，平均11°。煤層中含夾石1-4層，單層厚度一般為0.2～0.4m，煤層單軸抗壓強(qiáng)度硬度系數(shù)13.06～15.33MPa。采用綜采低位放頂煤工藝,采高控制在2.4～2.6m,放煤高度控制2.4～2.6m，風(fēng)巷長(zhǎng)600米，沿煤層底板掘進(jìn)，頂煤厚度相對(duì)穩(wěn)定，平均厚度2.5m�；仫L(fēng)及進(jìn)風(fēng)順槽斷面大小均為4.2*2.7m,本文以回風(fēng)順槽作為研究對(duì)象。
    一、 綜放全煤巷道變形破壞機(jī)理
    綜放回采巷道的圍巖直接頂有2.5m厚的松散煤層，上位直接頂板有泥巖層，老頂為較厚砂巖層，直接頂呈現(xiàn)下軟上硬的復(fù)合結(jié)構(gòu)，兩幫則為松散煤層，底板為砂泥巖類強(qiáng)度較高巖層。綜放回采巷道的這一特殊圍巖結(jié)構(gòu)，決定其破壞變形不同于其它巷道。在巷道開挖后，由于上位直接頂巖層和老頂巖層較為堅(jiān)硬致密形成組合的巖梁結(jié)構(gòu)，在垂直應(yīng)力作用下整體向下擠壓兩幫煤體，因此垂直應(yīng)力的影響主要顯現(xiàn)于兩幫，導(dǎo)致兩幫煤體的破壞；而直接頂煤，由于煤層松散破碎，強(qiáng)度低，因此抵抗水平應(yīng)力的能力極低，頂煤中會(huì)產(chǎn)生大范圍的塑性區(qū)和大量的離層，形成近似矩形的卸載松動(dòng)區(qū)，頂煤破壞區(qū)的擴(kuò)大，則會(huì)引起上位巖層頂板的跨度增加，彎曲下沉增加，若巖性較弱則會(huì)引起明顯頂板下沉破壞，甚至頂煤冒落，因此水平應(yīng)力的影響則主要顯現(xiàn)于頂、底板巖層，引起頂板離層和底板鼓起。
    二、綜放全煤巷道錨桿索支護(hù)機(jī)理
    目前錨桿支護(hù)有三種理論: 懸吊理論、組合梁理論和加固成型拱理論。但對(duì)于頂板為煤層的全煤巷道而言, 這些理論仍無(wú)法解釋錨桿支護(hù)對(duì)全煤巷道的作用機(jī)理。這是因?yàn)閷?duì)于綜采放頂煤工作面順槽, 沿底掘進(jìn)時(shí)，頂煤厚度一般在2.5～3m，由于巷道高度的限制，錨桿不可能無(wú)限制加長(zhǎng)，通常要錨固在煤層中，而煤層不同于巖層，其節(jié)理裂隙一般較發(fā)育, 而且煤體脆性大, 在掘進(jìn)初期圍巖的松動(dòng)破壞是難免的，錨桿支護(hù)的機(jī)理主要是對(duì)頂煤的穩(wěn)定控制。
    研究結(jié)果表明，錨桿支護(hù)對(duì)于提高圍巖的殘余強(qiáng)度及承載能力有顯著效果； 錨桿與其錨固范圍內(nèi)的煤體構(gòu)成一種組合型錨固支護(hù)體， 在錨桿的約束與抗剪作用下，使塑性破壞后易于松動(dòng)的煤幫和煤頂形成具有一定承載能力，提高了煤體的整體性，防止頂煤松散冒落。
    綜放全煤巷道的關(guān)鍵技術(shù)主要是治頂，只要維持頂煤的穩(wěn)定，就能保證巷道圍巖的基本穩(wěn)定。而加長(zhǎng)或全長(zhǎng)錨固錨桿的作用就是通過對(duì)其錨固長(zhǎng)度范圍內(nèi)的煤體提供軸向和橫向約束，可有效地阻止煤塊體之間的相互錯(cuò)動(dòng), 防止錨固體的松散變形，保持錨固體的整體性，從而提高頂煤的承載能力和穩(wěn)定性。巷道頂板為層狀巖層或松散煤體時(shí)，需采取組合錨桿支護(hù)方式，用金屬網(wǎng)及W 型鋼帶把錨桿聯(lián)結(jié)起來(lái)，采用高預(yù)緊力對(duì)頂煤起到整體加固作用。此外，由于頂煤與巖層界面上容易產(chǎn)生離層現(xiàn)象，導(dǎo)致頂煤下沉，當(dāng)錨固體不能承受頂板壓力時(shí)，甚至?xí)�造成頂板冒落。在這種條件下，最有效的方法就是采用錨索進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。錨索的錨固深度大，承載能力高，并可施加100 kN 以上的預(yù)緊力，因此可以有效地增加關(guān)鍵承載環(huán)的厚度，起到防止頂煤破壞冒落的作用。
（作者單位：同煤集團(tuán)軒崗煤電公司梨園河煤礦）