矿业研究与开发

作者：徐国华，任硕，李贝贝，王楠，孙朝燚，刘汝诚

关键词：深埋巷道;水平应力;平衡拱;围岩载荷;矩形巷道

针对厚松散层薄基岩覆岩结构下深埋实体煤矩形巷道围岩破坏机理与控制难题,通过工程现场调查、数值模拟、理论推导和案例应用,研究了水平应力对该类巷道围岩载荷的影响.以郭屯煤矿为工程背景,揭示了厚松散层薄基岩覆岩结构下实体煤矩形巷道围岩破坏特征;依据深埋巷道地应力特征,基于力和力矩平衡推导了考虑水平应力的平衡拱拱轴线方程,提出了基于平衡拱改进模型的矩形巷道围岩载荷计算方法并实现了程序化,完善了平衡拱分析理论;通过工程实例和两个调研案例验证了平衡拱改进模型的有效性,并开展了巷道拱顶破坏高度和顶板载荷的影响因素分析.结果表明,矩形巷道顶部围岩破坏呈现明显的三个分区,分别为破碎冒落区、破裂影响区和无影响区;本文所提理论方法计算得出的拱顶和帮部破坏范围与数值模拟结果误差分别为7.4％和14.0％,与类似巷道现场探测结果误差分别为25.0％和18.4％,两个工程案例的对比分析结果验证了平衡拱改进模型的合理性;巷道拱顶破坏高度和顶板载荷均随侧压系数的增大而呈非线性减小,随碎裂体内摩擦角的增大而呈线性减小.研究结果对该类巷道锚杆/锚索支护设计具有重要指导意义.

来源：2026年第5期

《矿业研究与开发》期刊编辑部

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