重復(fù)采動(dòng)巷道塑性區(qū)時(shí)空演化規(guī)律及穩(wěn)定控制

吳祥業(yè)，劉洪濤，李建偉，郭曉菲，呂 坤，王婧雅

(1.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 礦業(yè)研究院，內(nèi)蒙古 包頭 014010; 2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京) 能源與礦業(yè)學(xué)院，北京 100083; 3.煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司 安全分院，北京 100013)

隨著煤炭生產(chǎn)規(guī)模日益加大，工作面開采強(qiáng)度也不斷增加，為了滿足礦井通風(fēng)、排水、連續(xù)采煤機(jī)快速掘進(jìn)、無(wú)軌膠輪車輔助運(yùn)輸和解決接續(xù)緊張等需要，在我國(guó)內(nèi)蒙古、山西、陜西、寧夏等地區(qū)工作面常采用雙巷甚至三巷的布置方式[1-2]。這種方式導(dǎo)致部分需要保留的回采巷道受到重復(fù)采動(dòng)影響，礦壓顯現(xiàn)劇烈，支護(hù)體失效嚴(yán)重、冒頂事故時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重影響了礦井的安全生產(chǎn)，制約煤礦安全高效回采。

由于受到采煤工作面推進(jìn)引起的加卸載效應(yīng)影響，回采巷道圍巖一般處于非等壓應(yīng)力環(huán)境中，產(chǎn)生形態(tài)不規(guī)則的破壞區(qū)。近年來，眾多學(xué)者圍繞重復(fù)采動(dòng)巷道圍巖破壞機(jī)理與控制對(duì)策進(jìn)行了大量的探討和研究。康紅普等[3]提出留巷圍巖受采動(dòng)影響范圍較大，變形主要發(fā)生在本工作面后方，后逐步趨于穩(wěn)定，2次開采工作面超前位置圍巖位移再次顯著增加;王書文等[4]現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)重復(fù)采動(dòng)巷道采空區(qū)側(cè)支撐壓力演化規(guī)律及微震活動(dòng)全過程，并將其劃分為5個(gè)階段特征;張明等[5]針對(duì)多煤層擾動(dòng)底板巷道變形時(shí)空規(guī)律分析，并提出對(duì)應(yīng)的控制思路。李家卓等[6]通過數(shù)值模擬再現(xiàn)了煤層群開采條件下底板動(dòng)壓巷道圍巖應(yīng)力環(huán)境，以此獲得多次動(dòng)壓巷道失穩(wěn)力學(xué)機(jī)理。馬念杰、趙志強(qiáng)等[7-9]提出巷道圍巖的“蝶形塑性區(qū)理論”，并以此揭示了采動(dòng)巷道圍巖塑性區(qū)擴(kuò)展的力學(xué)機(jī)制，認(rèn)為巷道圍巖變形破壞是由圍巖塑性區(qū)的形成和發(fā)展引起的，塑性區(qū)的惡性擴(kuò)展是圍巖產(chǎn)生大變形、松動(dòng)破壞和支護(hù)失效的直接原因。王衛(wèi)軍等[10]揭示了深部高應(yīng)力巷道圍巖大變形由巷道周邊淺部破碎圍巖的擴(kuò)容與剪脹等非連續(xù)性變形和高應(yīng)力致使巷道圍巖產(chǎn)生的以塑性變形為主的連續(xù)性變形。賈后省等[11]對(duì)采動(dòng)巷道圍巖進(jìn)行研究，得出采動(dòng)空間不同位置圍巖主應(yīng)力大小、比值及方向明顯不同，并提出主應(yīng)力比值的升高與方向大幅旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致塑性區(qū)蝶葉偏向頂板造成冒頂事故。謝生榮等[12]對(duì)采動(dòng)條件下留巷圍巖偏應(yīng)力及塑性區(qū)演化規(guī)律研究，并以此獲得分區(qū)非對(duì)稱圍巖控制技術(shù)。劉洪濤等[13]對(duì)重復(fù)采動(dòng)巷道圍巖塑性區(qū)演化規(guī)律分析，提出主應(yīng)力大小及角度變化是塑性區(qū)非均勻形態(tài)特征力學(xué)機(jī)制，解釋了重復(fù)采動(dòng)巷道非對(duì)稱破壞問題。目前，重復(fù)采動(dòng)巷道圍巖疊加應(yīng)力場(chǎng)大小及方向隨采礦活動(dòng)變化塑性區(qū)時(shí)空演化規(guī)律及控制尚缺乏系統(tǒng)研究。

因此，從圍巖塑性區(qū)的形成機(jī)理、發(fā)展規(guī)律等方面研究重復(fù)采動(dòng)巷道圍巖塑性區(qū)和應(yīng)力時(shí)空演化規(guī)律，闡明重復(fù)采動(dòng)巷道塑性區(qū)變化的動(dòng)-靜組合機(jī)制，可對(duì)應(yīng)解決各擾動(dòng)區(qū)域不斷發(fā)展變化的圍巖破壞問題，對(duì)分析重復(fù)采動(dòng)巷道變形機(jī)理及支護(hù)方案提出具有重要指導(dǎo)意義。

1 工程背景

布爾臺(tái)煤礦是神東公司現(xiàn)代化主力礦井，目前開采2-2煤為二盤區(qū)首采煤層，煤層傾角1°～3°。22204綜采工作面回采22煤上分層煤，工作面長(zhǎng)320 m，平均采高2.5 m;22205工作面全煤巷掘進(jìn)，22205綜采工作面長(zhǎng)度303 m，平均采高3.5 m。兩工作面沿走向布置，一次采全高，全部垮落法處理采空區(qū)，巷間煤柱寬度20 m。22205回風(fēng)巷道平均埋深300 m，長(zhǎng)度4 865 m，巷道斷面形狀為矩形，寬×高=5 400 mm×3 400 mm。當(dāng)22204工作面開采時(shí)，作為輔助運(yùn)輸巷道，開采過后保留作為回風(fēng)巷為22205工作面服務(wù)，此留巷受重復(fù)采動(dòng)影響。圖1為重復(fù)采動(dòng)巷道布置平面圖。頂?shù)装鍘r層結(jié)構(gòu)如圖2所示。

22205回風(fēng)巷道頂板采用“左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿+鋼筋網(wǎng)+錨索+π型鋼帶”聯(lián)合支護(hù)，錨桿型號(hào)為φ22 mm×2 000 mm左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿，間排距1 000 mm×1 000 mm，一排6根，每排兩端頭頂錨桿中心距巷幫200 mm。錨索型號(hào)為φ22 mm×8 000 mm，間排距2 100 mm×2 000 mm，每排3根。煤壁及煤柱幫采用“4排矩形”布置方式，間排距800 mm×1 000 mm，煤壁幫采用“玻璃鋼錨桿+木托板+塑料網(wǎng)”聯(lián)合支護(hù)，錨桿型號(hào)為φ22 mm×2 100 mm;煤柱幫采用“螺紋鋼錨桿+木托盤+鉛絲網(wǎng)”聯(lián)合支護(hù)，錨桿型號(hào)為φ18 mm×2 100 mm，具體參數(shù)如圖3所示。

圖3 重復(fù)采動(dòng)巷道支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)Fig.3 Support parameter design of repetitive mining roadway

2 重復(fù)采動(dòng)巷道圍巖塑性區(qū)時(shí)空演化規(guī)律

巷道受重復(fù)采動(dòng)影響造成塑性區(qū)的擴(kuò)展是一個(gè)動(dòng)態(tài)演化過程，其過程可從2方面分析:① 時(shí)間效應(yīng)，即巷道位置不變，其圍巖塑性區(qū)隨工作面推進(jìn)發(fā)生改變;② 空間效應(yīng)，即工作面推進(jìn)距離一定，巷道圍巖塑性區(qū)在不同位置產(chǎn)生分區(qū)破壞。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)開采順序，采取控制變量的方法，對(duì)重復(fù)采動(dòng)巷道圍巖塑性區(qū)時(shí)空演化規(guī)律進(jìn)行研究。

2.1 數(shù)值模型構(gòu)建

為了獲得重復(fù)采動(dòng)巷道圍巖破壞全過程塑性區(qū)演化規(guī)律，采用FLAC3D數(shù)值模擬軟件，以布爾臺(tái)煤礦工程地質(zhì)條件為基礎(chǔ)，建立三維數(shù)值模型如圖4所示，尺寸為1 000 m×1 400 m×100 m(x×y×z)，巷道圍巖單元格精確到0.5 m。模型上部施加5.5 MPa的垂直載荷，模擬上覆松散層自重，模型四周和底部為固定約束。水平初始應(yīng)力采用Initial命令，初始值為-8 MPa和梯度值為0.025 MPa。

圖4 三維數(shù)值模型Fig.4 3D numerical model

在巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，按照不同權(quán)重確定一定的折減系數(shù)，從而得到與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際較符合的巖體力學(xué)參數(shù)，計(jì)算模型范圍內(nèi)，物理性質(zhì)相差不大的巖層合并組合簡(jiǎn)化處理，巖石力學(xué)參數(shù)見表1。

表1 模型巖體力學(xué)參數(shù)Table 1 Rock mass mechanical properties

長(zhǎng)壁工作面開采后采用全部垮落法處理采空區(qū)時(shí)，開采空間被直接頂垮落形成的松散巖體充填，形成垮落帶，可將雙屈服本構(gòu)模型(Double-yield)應(yīng)用于充填采空區(qū)垮落帶和冒落體[14]。并通過試錯(cuò)反演法，進(jìn)而得到垮落帶雙屈服模型力學(xué)參數(shù)，見表2。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工作面推進(jìn)速度，工作面每推進(jìn)10 m進(jìn)行垮落帶充填、平衡一個(gè)循環(huán)。

表2 垮落帶雙屈服模型力學(xué)參數(shù)Table 2 Material mechanics parameters for caved rock in Double-yield

圖5為22204工作面由開切眼推進(jìn)至1 000 m時(shí)垂直壓力分布云圖，由圖5可知開采煤體形成采空區(qū)，周圍煤巖體應(yīng)力重新分布，采煤工作面周圍垂直壓力增高;隨著頂板垮落，采空區(qū)內(nèi)部被填充，直至恢復(fù)到原巖應(yīng)力狀態(tài)。

圖5 22204工作面推進(jìn)1 000 m垂直應(yīng)力分布Fig.5 Vertical stress distribution of mining 1 000 meters coal seam 22204 working face

現(xiàn)場(chǎng)研究表明[15]，采空區(qū)恢復(fù)到原巖應(yīng)力狀態(tài)時(shí)的位置距工作面為0.12～0.6倍煤層埋深，現(xiàn)場(chǎng)采深平均300 m，數(shù)值模擬采空區(qū)應(yīng)力恢復(fù)距離約為200 m，模擬結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算結(jié)果吻合，以此提高采動(dòng)巷道圍巖塑性區(qū)及應(yīng)力場(chǎng)數(shù)值模擬的可靠性。

2.2 巷道圍巖塑性區(qū)時(shí)間效應(yīng)

模擬將監(jiān)測(cè)截面設(shè)在重復(fù)采動(dòng)巷道距開切眼500 m位置，22204工作面開采0～1 000 m,22205工作面開采0～500 m過程中，每推進(jìn)100 m，監(jiān)測(cè)面塑性區(qū)分布狀態(tài)如圖6所示。

由圖6可知，監(jiān)測(cè)面圍巖塑性區(qū)隨時(shí)間效應(yīng)擴(kuò)展具體呈現(xiàn)4個(gè)時(shí)間階段:① 掘進(jìn)影響穩(wěn)定階段A。工作面開采0～300 m過程中:塑性區(qū)破壞范圍及深度未產(chǎn)生變化，塑性區(qū)呈現(xiàn)頂?shù)装迤茐姆秶^大而兩幫較小的典型對(duì)稱分布形態(tài)，此時(shí)塑性區(qū)形態(tài)特征由掘進(jìn)引起，未受采動(dòng)影響。② 一次采動(dòng)擴(kuò)展階段B。工作面開采300～700 m過程中:塑性區(qū)范圍擴(kuò)展明顯，塑性區(qū)形態(tài)向非對(duì)稱分布轉(zhuǎn)化。當(dāng)監(jiān)測(cè)面滯后工作面時(shí)，塑性區(qū)范圍擴(kuò)展較劇烈，頂板塑性區(qū)破壞深度由2 m增至3.5 m，底板由1.5 m增至2.5 m。此階段監(jiān)測(cè)面位置受一次采動(dòng)影響。③ 一次采動(dòng)過后穩(wěn)定階段C。工作面開采700 m至2次開采距監(jiān)測(cè)面450 m過程中:監(jiān)測(cè)面位置塑性區(qū)形態(tài)及范圍均未發(fā)生變化。此時(shí)監(jiān)測(cè)面位置處于一次采動(dòng)影響后的穩(wěn)定階段。④ 二次采動(dòng)擴(kuò)展階段D。二次開采距監(jiān)測(cè)面450 m至監(jiān)測(cè)面位置:其圍巖塑性區(qū)形態(tài)及范圍再次發(fā)生變化，非對(duì)稱分布形態(tài)更明顯，尤其距監(jiān)測(cè)面20 m時(shí)，其頂板塑性區(qū)向煤壁幫發(fā)展至連接，底板塑性區(qū)向煤柱幫發(fā)展并連接，頂板塑性區(qū)破壞深度增至4 m，底板增至3.5 m。此時(shí)監(jiān)測(cè)面位置進(jìn)入二次采動(dòng)影響階段。

圖6 重復(fù)采動(dòng)影響巷道圍巖塑性區(qū)演化時(shí)間效應(yīng)Fig.6 Evolution of plastic zone of surrounding rock in time effect affected by repetitive mining

2.3 巷道圍巖塑性區(qū)空間效應(yīng)

數(shù)值模擬22204工作面開采至600 m位置處，一次采動(dòng)塑性區(qū)空間狀態(tài)分布如圖7所示。

圖7 一次采動(dòng)巷道圍巖塑性區(qū)分布Fig.7 Plastic zone distribution of surrounding rock of primary mining roadway

一次采動(dòng)條件下，巷道圍巖塑性區(qū)分布狀態(tài)空間效應(yīng)關(guān)系呈現(xiàn)4個(gè)空間區(qū)域:① 掘進(jìn)影響穩(wěn)定區(qū)Ⅰ。工作面前方200～400 m范圍內(nèi)，其圍巖塑性區(qū)形態(tài)特征與時(shí)間效應(yīng)初期穩(wěn)定階段相同。② 一次采動(dòng)影響區(qū)Ⅱ。其影響范圍約從工作面前方200 m到滯后200 m，塑性區(qū)范圍、形態(tài)產(chǎn)生明顯變化，尤其滯后工作面位置急劇擴(kuò)展，形態(tài)由對(duì)稱分布向非對(duì)稱分布狀態(tài)轉(zhuǎn)化。其圍巖塑性區(qū)形態(tài)特征與時(shí)間效應(yīng)初期穩(wěn)定階段相同。其區(qū)域范圍不隨工作面推進(jìn)而擴(kuò)大，但會(huì)逐漸向前移動(dòng)。③ 一次采動(dòng)影響滯后穩(wěn)定區(qū)Ⅲ。滯后工作面200～300 m內(nèi)，塑性區(qū)形態(tài)及范圍均不再發(fā)生變化。其區(qū)域范圍隨工作面推進(jìn)而擴(kuò)大。④ 一次非充分采動(dòng)影響區(qū)(開切眼段)Ⅳ。距開切眼0～200 m內(nèi)，呈反向擴(kuò)展現(xiàn)象，距開切眼越遠(yuǎn)塑性區(qū)范圍形態(tài)變化越明顯，形態(tài)由對(duì)稱型分布向非對(duì)稱狀態(tài)轉(zhuǎn)化，直至達(dá)到一次采動(dòng)影響區(qū)形態(tài)特征。

22204工作面開采1 000 m，22205工作面開采200 m處，其前方塑性區(qū)空間狀態(tài)分布如圖8所示。

圖8 二次采動(dòng)巷道圍巖塑性區(qū)分布Fig.8 Plastic zone distribution of surrounding rock of secondary mining roadway

2次采動(dòng)條件下，工作面前方巷道圍巖塑性區(qū)分布狀態(tài)呈現(xiàn)出3個(gè)空間區(qū)域:① 二次采動(dòng)影響區(qū)Ⅴ。其影響范圍約工作面前方0～50 m，塑性區(qū)范圍、形態(tài)變化明顯，越靠近二次采動(dòng)工作面其范圍擴(kuò)展越急劇，形態(tài)繼續(xù)向非對(duì)稱分布狀態(tài)轉(zhuǎn)化。其圍巖塑性區(qū)形態(tài)特征與時(shí)間效應(yīng)再次擴(kuò)展階段相同。其區(qū)域范圍逐漸向前移動(dòng)，但不隨工作面的推進(jìn)而擴(kuò)大。② 一次采動(dòng)影響滯后穩(wěn)定區(qū)Ⅲ。工作面前方50 m至距終采線200 m，塑性區(qū)形態(tài)及范圍均未發(fā)生變化。隨著工作面的推進(jìn)其區(qū)域不斷減少。③ 一次非充分采動(dòng)影響區(qū)(終采線段)Ⅳ。距終采線0～200 m，距終采線越遠(yuǎn)塑性區(qū)范圍形態(tài)變化越明顯，由對(duì)稱分布向非對(duì)稱分布狀態(tài)轉(zhuǎn)化。該區(qū)塑性區(qū)形態(tài)特征及范圍與一次采動(dòng)影響滯后區(qū)相同，區(qū)域范圍相對(duì)固定。

2.4 巷道圍巖變形破壞空間現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)

當(dāng)22204工作面開采至距開切眼600 m處，對(duì)超前300 m與滯后600 m區(qū)域內(nèi)巷道表面位移進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，每隔20 m測(cè)量頂?shù)装寮皟蓭鸵平浚^測(cè)曲線如圖9所示。

觀測(cè)數(shù)據(jù)可知，頂?shù)装逡平砍尸F(xiàn)明顯規(guī)律性且大于兩幫。工作面前方200～300 m內(nèi)移近量變化幅度較小，頂?shù)装迤骄导s243 mm，兩幫移近量平均值約42 mm;工作面前方40～200 m，頂?shù)装寮皟蓭鸵平科骄敌》黾?工作面前方40 m到滯后180 m內(nèi)移近量增幅較大，頂?shù)装迤骄涤?57 mm增至355 mm，兩幫移近量平均值由約59 mm增至113 mm;滯后工作面180～420 m內(nèi)移近量曲線基本保持穩(wěn)定，其平均值達(dá)最大，頂?shù)装寮s575 mm，兩幫約120 mm;滯后工作面420 m到開切眼范圍內(nèi)頂?shù)装逡平砍氏陆第厔?shì)，兩幫略有升高，頂?shù)装迤骄导s331 mm，兩幫移近量平均值約160 mm。

當(dāng)22204工作面開采至終采線位置，對(duì)滯后1 000 m區(qū)域內(nèi)巷道表面位移進(jìn)行一次非充分采動(dòng)影響區(qū)(終采線段)空間效應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，每隔20 m測(cè)量頂?shù)装寮皟蓭鸵平?，觀測(cè)曲線如圖10所示。

圖10 一次非充分采動(dòng)影響區(qū)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)移近量曲線Fig.10 Distance of roof to floor and two sides of surrounding rock in primary inadequate mining roadway

觀測(cè)數(shù)據(jù)可知，終采線后方0～260 m內(nèi)移近量變化幅度較大，兩幫移近量呈明顯上升趨勢(shì);終采線后方260～800 m移近量基本穩(wěn)定，部分小幅變化，頂?shù)装迤骄涤杉s420 mm增至672 mm，兩幫移近量平均值由約177 mm增至334 mm。

通過現(xiàn)場(chǎng)移近量觀測(cè)精確了22205回風(fēng)巷道各采動(dòng)影響區(qū)范圍，頂?shù)装逡平克尸F(xiàn)的規(guī)律性與數(shù)值模擬塑性區(qū)范圍空間分布情況吻合。

綜上所述，得到重復(fù)采動(dòng)巷道圍巖塑性區(qū)時(shí)空演化規(guī)律:① 由重復(fù)采動(dòng)巷道圍巖塑性區(qū)時(shí)間效應(yīng)可知，塑性區(qū)擴(kuò)展經(jīng)歷4個(gè)時(shí)間階段，其中塑性區(qū)擴(kuò)展發(fā)生在一次采動(dòng)擴(kuò)展階段和二次采動(dòng)擴(kuò)展階段，前者較后者持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，另外兩階段塑性區(qū)不發(fā)生變化。由于一次采動(dòng)過后穩(wěn)定階段所存在巷道長(zhǎng)度最長(zhǎng)，故其在所有階段中持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)。② 由重復(fù)采動(dòng)巷道圍巖塑性區(qū)空間效應(yīng)可知，一次采動(dòng)過程中塑性區(qū)狀態(tài)分布呈4個(gè)區(qū)域特征，二次采動(dòng)過程中呈3個(gè)區(qū)域特征。塑性區(qū)擴(kuò)展區(qū)域?yàn)橐淮尾蓜?dòng)影響區(qū)及二次采動(dòng)影響區(qū)，其中一次采動(dòng)滯后影響穩(wěn)定區(qū)在重復(fù)開采中同時(shí)存在。③ 重復(fù)采動(dòng)巷道圍巖塑性區(qū)擴(kuò)展過程呈時(shí)空對(duì)應(yīng)關(guān)系，即時(shí)間效應(yīng)的掘進(jìn)影響穩(wěn)定階段與空間效應(yīng)的掘進(jìn)影響穩(wěn)定區(qū)、一次采動(dòng)擴(kuò)展階段與一次采動(dòng)影響區(qū)、一次采動(dòng)過后穩(wěn)定階段與一次采動(dòng)影響滯后穩(wěn)定區(qū)、二次采動(dòng)擴(kuò)展階段與二次采動(dòng)影響區(qū)相互對(duì)應(yīng)。采動(dòng)過程中固定位置巷道圍巖與擾動(dòng)區(qū)域塑性區(qū)同時(shí)發(fā)展，時(shí)間效應(yīng)塑性區(qū)擴(kuò)展過程在空間效應(yīng)中表現(xiàn)為多個(gè)區(qū)域塑性區(qū)狀態(tài)集中體現(xiàn)，并表現(xiàn)出不同位置的周期性，時(shí)間效應(yīng)是空間效應(yīng)的時(shí)間集合，而空間效應(yīng)是時(shí)間效應(yīng)的空間展現(xiàn)。因此，闡明圍巖從掘進(jìn)到廢棄的整個(gè)動(dòng)態(tài)破壞過程，以及巷道不同位置圍巖破壞狀態(tài)靜態(tài)展現(xiàn)，重復(fù)采動(dòng)巷道圍巖塑性區(qū)變化的動(dòng)-靜組合機(jī)制。

3 重復(fù)采動(dòng)巷道圍巖應(yīng)力時(shí)空演化規(guī)律

重復(fù)采動(dòng)影響巷道圍巖塑性區(qū)擴(kuò)展呈現(xiàn)明顯時(shí)空演化規(guī)律，通過圍巖應(yīng)力時(shí)空演化規(guī)律研究，辨析各擾動(dòng)階段及分布區(qū)域應(yīng)力變化情況，揭示塑性區(qū)時(shí)空演化及非對(duì)稱擴(kuò)展力學(xué)機(jī)制。

3.1 巷道圍巖應(yīng)力時(shí)間效應(yīng)

數(shù)值模擬一次及二次開采擾動(dòng)情況下，監(jiān)測(cè)面位置主應(yīng)力、偏應(yīng)力及角度變化，如圖11所示。

圖11 重復(fù)采動(dòng)影響巷道圍巖應(yīng)力及角度演化時(shí)間效應(yīng)Fig.11 Evolution in time effect of stress and angle of surrounding rock with repetitive mining

重復(fù)采動(dòng)影響巷道監(jiān)測(cè)面位置最大、最小主應(yīng)力、偏應(yīng)力及最小主應(yīng)力與豎直方向夾角隨著工作面開采的時(shí)間效應(yīng)分布曲線整體呈“臺(tái)階”上升趨勢(shì)，最大主應(yīng)力與豎直方向夾角曲線反之。時(shí)間效應(yīng)分布曲線4個(gè)時(shí)間階段特征:① 掘進(jìn)影響穩(wěn)定階段。工作面開采0～300 m過程中:最大主應(yīng)力呈水平向，其值恒定為11.2 MPa，最小主應(yīng)力呈豎直向，其值恒定為7.7 MPa，偏應(yīng)力恒定約1.2 MPa。該段塑性區(qū)呈頂?shù)装遢^大而兩幫較小的對(duì)稱分布狀態(tài)。② 一次采動(dòng)擴(kuò)展階段。工作面開采300～700 m過程中:最大、最小主應(yīng)力值均呈明顯上升趨勢(shì)分別升至15.7和11.4 MPa，約為前階段的1.4倍和1.5倍;偏應(yīng)力值升到5.81 MPa，約為前階段的4.6倍。最大、最小主應(yīng)力以較大幅度逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)。此階段塑性區(qū)范圍擴(kuò)展明顯，其形態(tài)明顯偏轉(zhuǎn)呈非對(duì)稱畸變。③ 一次采動(dòng)過后穩(wěn)定階段。工作面開采700 m至二次開采距監(jiān)測(cè)面450 m過程中:最大、最小主應(yīng)力值及角度整體呈基本恒定趨勢(shì)，只在二次工作面開采之初，最大主應(yīng)力值升至22 MPa、夾角下降6°隨后穩(wěn)定，但偏應(yīng)力值未受影響仍保持穩(wěn)定。此階段塑性區(qū)范圍并未發(fā)生明顯變化，說明偏應(yīng)力對(duì)塑性區(qū)范圍變化起決定性作用。④ 二次采動(dòng)擴(kuò)展階段。二次開采距監(jiān)測(cè)面450 m至監(jiān)測(cè)面位置:最大主應(yīng)力值呈明顯陡升趨勢(shì)，工作面前方5 m達(dá)到33 MPa，約為恒定階段的1.5倍;最小主應(yīng)力值在工作面前20 m有所升高，越靠近工作面反呈小幅下降趨勢(shì);偏應(yīng)力在此段呈指數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，越靠近工作面其值越大，工作面前方5 m達(dá)到12.1 MPa，約為恒定階段的2.2倍;最大、最小主應(yīng)力繼續(xù)大幅逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)，最大主應(yīng)力與Z軸夾角降至17°，最小主應(yīng)力與Z軸的夾角增至73°。圍巖塑性區(qū)范圍及形態(tài)受偏應(yīng)力及角度影響再次發(fā)生變化，越靠近工作面變化越明顯，其形態(tài)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，擴(kuò)展范圍增大。

3.2 巷道圍巖應(yīng)力空間效應(yīng)

模擬22204工作面開采600 m位置處;22204工作面開采1 000 m，22205工作面開采200 m處，整條巷道主應(yīng)力、偏應(yīng)力及角度分布情況如圖12,13所示。

圖12 一次采動(dòng)巷道圍巖應(yīng)力及角度分布Fig.12 Stress and angle of surrounding rock of primary mining roadway

一次采動(dòng)條件下，巷道圍巖主應(yīng)力、偏應(yīng)力及最小主應(yīng)力與豎直方向夾角空間效應(yīng)分布曲線整體呈類“π型”分布特征，最大主應(yīng)力與豎直方向夾角曲線反之。整體呈4個(gè)空間區(qū)域特征:① 掘進(jìn)影響穩(wěn)定區(qū)Ⅰ。工作面前方200～400 m內(nèi)，其圍巖主應(yīng)力值、偏應(yīng)力值及主應(yīng)力與豎直方向夾角空間效應(yīng)分布曲線基本恒定。② 一次采動(dòng)影響區(qū)Ⅱ。影響范圍約從工作面前方200 m到滯后200 m，主應(yīng)力開始受采動(dòng)影響，主應(yīng)力及偏應(yīng)力值曲線呈上升趨勢(shì)，尤其滯后工作面位置呈陡增趨勢(shì)。最大主應(yīng)力與Z軸的夾角由水平向豎直方向偏轉(zhuǎn)至40°，最小主應(yīng)力與Z軸的夾角由豎直向水平方向偏轉(zhuǎn)至51°。此區(qū)域內(nèi)主應(yīng)力、偏應(yīng)力值及其偏轉(zhuǎn)角度達(dá)到最大，塑性區(qū)范圍急劇擴(kuò)展，形態(tài)呈明顯非對(duì)稱分布特征。③ 一次采動(dòng)影響滯后穩(wěn)定區(qū)Ⅲ。滯后工作面200～300 m內(nèi)，主應(yīng)力、偏應(yīng)力值恒定在最大值，其角度也未發(fā)生變化。此區(qū)域內(nèi)塑性區(qū)形態(tài)及范圍均不再變化。④ 一次非充分采動(dòng)影響區(qū)(開切眼段)Ⅳ。距開切眼0～200 m內(nèi)，距開切眼越遠(yuǎn)主應(yīng)力及偏應(yīng)力值越大，曲線呈現(xiàn)與一次采動(dòng)影響滯后區(qū)域相對(duì)稱分布特征;最大、最小主應(yīng)力逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)。此區(qū)域內(nèi)塑性區(qū)范圍產(chǎn)生劇烈擴(kuò)展，形態(tài)呈現(xiàn)與一次采動(dòng)影響區(qū)反向擴(kuò)展的非對(duì)稱分布特征。

圖13 二次采動(dòng)巷道圍巖應(yīng)力及角度分布Fig.13 Stress and angle of surrounding rock of secondary mining roadway

二次采動(dòng)條件下，整條巷道圍巖主應(yīng)力值、偏應(yīng)力值及最小主應(yīng)力與豎直方向夾角空間效應(yīng)分布曲線整體呈“臺(tái)階”下降趨勢(shì)。最大主應(yīng)力與豎直方向夾角曲線反之。曲線呈3個(gè)空間區(qū)域:① 二次采動(dòng)影響區(qū)Ⅴ。其影響范圍約工作面前方0～50 m，越靠近二次采動(dòng)工作面主應(yīng)力值和偏應(yīng)力值越大;偏應(yīng)力值上升幅度要大于最大主應(yīng)力值;最大、最小主應(yīng)力方向整體呈順時(shí)針偏轉(zhuǎn)。在距工作面10 m范圍內(nèi)，最小主應(yīng)力值略有小幅下降，最大主應(yīng)力及最小主應(yīng)力方向呈現(xiàn)小幅度的反向偏轉(zhuǎn)。在此區(qū)域巷道圍巖塑性區(qū)再次呈非對(duì)稱形態(tài)急劇擴(kuò)展。② 一次采動(dòng)影響滯后穩(wěn)定區(qū)Ⅲ。工作面前方50 m至距終采線200 m范圍內(nèi)，主應(yīng)力、偏應(yīng)力值恒定在最大值，其角度也不再發(fā)生變化。塑性區(qū)形態(tài)及范圍均不再發(fā)生變化。③ 一次非充分采動(dòng)影響區(qū)(終采線段)Ⅵ。距終采線0～200 m范圍內(nèi)，距終采線越遠(yuǎn)最大、最小主應(yīng)力及偏應(yīng)力值越大，曲線分布特征與一次采動(dòng)影響滯后區(qū)相同。

3.3 塑性區(qū)非對(duì)稱擴(kuò)展機(jī)理分析

圖14為不同工作面推進(jìn)步距時(shí)，監(jiān)測(cè)面位置巷道圍巖塑性區(qū)分布形態(tài)演化過程。巷道左側(cè)為煤壁幫、右側(cè)為煤柱幫。

圖14 不同時(shí)間階段巷道圍巖塑性區(qū)演化Fig.14 Evolution of plastic zone of surrounding rock at various stages

巷道圍巖一定的情況下，圖14(a),(b)對(duì)比可知，偏應(yīng)力由1.2 MPa增至4.39 MPa，巷道圍巖產(chǎn)生剪切破壞，塑性區(qū)范圍增加，最大主應(yīng)力由水平向豎直方向偏轉(zhuǎn)47°，頂板與煤壁幫塑性區(qū)相互擴(kuò)展接近，底板與煤柱幫塑性區(qū)同樣也呈相互擴(kuò)展趨勢(shì)。

圖14(b),(c)對(duì)比可知，偏應(yīng)力增加1.34 MPa，最大主應(yīng)力向水平方向偏轉(zhuǎn)3°，塑性區(qū)較之前以同方向小幅擴(kuò)展。圖14(c),(d)對(duì)比可知，偏應(yīng)力由5.73 MPa增至12.1 MPa，增長(zhǎng)近1倍，最大主應(yīng)力向豎直方向偏轉(zhuǎn)23°，塑性區(qū)擴(kuò)展范圍明顯增大，頂板塑性區(qū)向煤壁側(cè)擴(kuò)展至連接，底板塑性區(qū)向煤柱側(cè)擴(kuò)展至連接，煤壁幫擴(kuò)展范圍要明顯大于煤柱幫，但深度變化不大。圖14(a)～(c)對(duì)比可知，由于一次采動(dòng)工作面后方形成采空區(qū)，周圍煤巖體應(yīng)力增加，采空區(qū)基本頂發(fā)生彎曲下沉，靠近煤柱側(cè)鉸接巖塊回轉(zhuǎn)形成主應(yīng)力的偏轉(zhuǎn)，直至達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，應(yīng)力不再發(fā)生偏轉(zhuǎn)。圖14(d)塑性區(qū)再次大幅度擴(kuò)展是由二次開采工作面超前應(yīng)力疊加影響，致使偏應(yīng)力成倍增加;采空區(qū)基本頂因采動(dòng)影響再次活化，產(chǎn)生進(jìn)一步回轉(zhuǎn)，致使偏轉(zhuǎn)角度再次變化，且最大主應(yīng)力方向繼續(xù)向豎直方向偏轉(zhuǎn)。

分析可知:偏應(yīng)力增加使塑性區(qū)產(chǎn)生擴(kuò)展，主應(yīng)力角度偏轉(zhuǎn)使塑性區(qū)擴(kuò)展方位變化，頂?shù)装鍞U(kuò)展方向朝著最小主應(yīng)力方向擴(kuò)展，煤柱幫塑性區(qū)要大于煤壁幫塑性區(qū)，且朝著頂板方向發(fā)展;在偏應(yīng)力大小及應(yīng)力方向偏轉(zhuǎn)共同作用下巷道塑性區(qū)產(chǎn)生非對(duì)稱分布狀態(tài)，導(dǎo)致巷道表面非對(duì)稱變形。

基于以上分析，重復(fù)采動(dòng)巷道圍巖應(yīng)力時(shí)空演化規(guī)律主要體現(xiàn)在3個(gè)方面:① 由重復(fù)采動(dòng)巷道圍巖應(yīng)力時(shí)間效應(yīng)可知，一次采動(dòng)擴(kuò)展階段，偏應(yīng)力值及角度變化明顯，塑性區(qū)擴(kuò)展范圍及深度增加幅度大，頂、底板明顯大于兩幫形態(tài)向非對(duì)稱變化。二次采動(dòng)擴(kuò)展階段其偏應(yīng)力值及角度變化再次增加，塑性區(qū)再次劇烈擴(kuò)展，塑性區(qū)深度變化較小，而范圍明顯增加，破壞變形主要發(fā)生在煤壁幫頂角位置及煤柱幫底角位置。一次采動(dòng)過后穩(wěn)定階段巷道圍巖應(yīng)力、角度、塑性區(qū)均不發(fā)生變化，持續(xù)時(shí)間主要取決于巷道長(zhǎng)度。② 由重復(fù)采動(dòng)巷道圍巖應(yīng)力空間效應(yīng)可知，圍巖應(yīng)力及角度區(qū)域劃分與塑性區(qū)區(qū)域劃分相同;工作面開采帶動(dòng)應(yīng)力及角度隨擾動(dòng)區(qū)域同時(shí)發(fā)生改變。③ 塑性區(qū)擴(kuò)展范圍由偏應(yīng)力大小決定，塑性區(qū)擴(kuò)展方位則由主應(yīng)力方向主導(dǎo)，偏應(yīng)力大小及角度共同作用造成塑性區(qū)非對(duì)稱擴(kuò)展，進(jìn)而產(chǎn)生非對(duì)稱變形。以此揭示了重復(fù)采動(dòng)巷道塑性區(qū)隨時(shí)空擴(kuò)展力學(xué)機(jī)制。

4 重復(fù)采動(dòng)巷道圍巖穩(wěn)定控制方法及效果分析

4.1 重復(fù)采動(dòng)巷道圍巖穩(wěn)定控制方法

重復(fù)采動(dòng)影響下巷道破壞呈現(xiàn)明顯的時(shí)間階段性和空間區(qū)域性演化特征。根據(jù)其時(shí)空對(duì)應(yīng)關(guān)系，在不同階段提出相應(yīng)巷道控制對(duì)策。

(1)掘進(jìn)影響穩(wěn)定階段A及掘進(jìn)影響穩(wěn)定區(qū)Ⅰ。巷道在掘進(jìn)階段巷道圍巖單純受地應(yīng)力影響，塑性區(qū)破壞范圍較小，頂、底板較大兩幫較小的對(duì)稱式破壞為主，頂?shù)装逯虚g深度最大。因此，現(xiàn)場(chǎng)支護(hù)應(yīng)以錨桿支護(hù)配合經(jīng)緯網(wǎng)為主，起到控制淺部圍巖破壞和護(hù)表的作用[16-17];防止巷道局部區(qū)域圍巖變化而導(dǎo)致掘進(jìn)期間冒頂事故的發(fā)生，應(yīng)配合頂板中部錨索。

(2)一次采動(dòng)擴(kuò)展階段B及一次采動(dòng)影響區(qū)Ⅱ。巷道在一次開采擾動(dòng)期間，巷道圍巖塑性區(qū)以非對(duì)稱形式破壞為主，破壞范圍及深度增加較大，超出錨桿支護(hù)長(zhǎng)度?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)在工作面開采前，將頂板兩側(cè)錨索補(bǔ)齊，且在兩幫的中、上部增加幫部錨索，以適應(yīng)巷道圍巖受一次采動(dòng)影響期間安全穩(wěn)定。

(3)一次采動(dòng)過后穩(wěn)定階段C及一次采動(dòng)影響滯后穩(wěn)定區(qū)Ⅲ。一次開采擾動(dòng)過后塑性區(qū)深度達(dá)到最大，且范圍、形態(tài)將長(zhǎng)時(shí)間不發(fā)生變化，現(xiàn)場(chǎng)移近量觀測(cè)確定區(qū)域范圍為:采動(dòng)初期工作面后方180 m至距開切眼180 m區(qū)域內(nèi);采動(dòng)末期終采線后方260 m?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)在二次采動(dòng)擾動(dòng)之前對(duì)此區(qū)域內(nèi)巷道圍巖變形破壞嚴(yán)重且支護(hù)體破壞程度較大位置，進(jìn)行頂板補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，防止二次擾動(dòng)發(fā)生冒頂事故。

(4)2次采動(dòng)擴(kuò)展階段D及二次采動(dòng)影響區(qū)Ⅴ。二次開采擾動(dòng)期間，靠近工作面50 m位置巷道塑性區(qū)擴(kuò)展啟動(dòng)，尤其在20 m區(qū)域內(nèi)破壞變形集劇變化，巷道圍巖塑性區(qū)破壞形態(tài)繼續(xù)向非對(duì)稱形式擴(kuò)展，破壞深度增加較小，破壞范圍較大增加，在煤壁幫頂角位置及煤柱幫底角位置圍巖破壞變形嚴(yán)重。因此，補(bǔ)強(qiáng)后的支護(hù)參數(shù)要滿足塑性區(qū)形態(tài)的變化，現(xiàn)場(chǎng)在工作面20 m區(qū)域內(nèi)布置液壓支架，以防止巷道圍巖破壞造成巷道圍巖失穩(wěn)。

通過以上研究及現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，22205回風(fēng)巷道支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)能夠滿足掘進(jìn)影響穩(wěn)定階段及掘進(jìn)影響穩(wěn)定區(qū)巷道圍巖穩(wěn)定，但是無(wú)法保證一次采動(dòng)巷道圍巖兩幫破壞深度控制，因此，現(xiàn)場(chǎng)在掘進(jìn)后、初次采動(dòng)前，對(duì)兩幫中部及上部加打間排距為850 mm×2 000 mm，φ22×6 500 mm錨索，第1排距頂板1 000 mm。

4.2 一次采動(dòng)過后穩(wěn)定階段圍巖破壞形態(tài)探測(cè)

巷道在經(jīng)過一次采動(dòng)影響后，現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)在22204工作面終采線后方260～1 200 m區(qū)域內(nèi)，圍巖破壞變形最為明顯，出現(xiàn)頂板錨索在鎖具端被拉斷掉落、錨索鎖具脫落、錨索及鎖具整體被拽進(jìn)煤體內(nèi)等支護(hù)體失效形式，并未出現(xiàn)冒頂現(xiàn)象，說明巷道支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)能夠滿足一次開采頂板變形，為防止二次開采發(fā)生冒頂事故，應(yīng)在一次采動(dòng)過后穩(wěn)定階段及Ⅲ.一次采動(dòng)影響滯后穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)，采取補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)措施。采用鉆孔窺視對(duì)隱患區(qū)域頂板裂隙深度及形態(tài)進(jìn)行探測(cè)，為補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。測(cè)站位置為距終采線600 m，在頂板中部及距兩幫各1 m位置共布置3個(gè)8 m鉆孔，得到頂板裂隙發(fā)育最深處情況如圖15所示，及頂板裂隙發(fā)育情況并將其與塑性區(qū)形態(tài)進(jìn)行對(duì)比，如圖16所示。

圖15 鉆孔裂隙發(fā)育最深處情況Fig.15 Situation of the deepest development of borehole fractures

圖16 穩(wěn)定階段頂板破壞范圍形態(tài)實(shí)測(cè)與數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比Fig.16 Plastic failure zone numerical simulation compared with the measured result of gateway roof in the stable phase

鉆孔裂隙發(fā)育最深處情況可看出:左側(cè)鉆孔裂隙發(fā)育在右側(cè)，中間和右側(cè)鉆孔呈現(xiàn)明顯橫線貫通裂隙，且右側(cè)鉆孔裂隙發(fā)育程度較中間大。結(jié)合塑性區(qū)特征圖可以看出，巷道表面以剪切拉伸破壞為主，圍巖內(nèi)部以剪切破壞為主，頂板受右側(cè)臨近工作面覆巖運(yùn)動(dòng)影響，主應(yīng)力大小及方向改變，頂板圍巖破壞向左側(cè)煤壁幫發(fā)育明顯。頂板裂隙呈非對(duì)稱特征，靠煤壁側(cè)比靠煤柱側(cè)破壞深度大，頂板塑性區(qū)非均勻形態(tài)特征與實(shí)測(cè)結(jié)果基本吻合。

4.3 補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)參數(shù)及控制效果

由現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)圍巖變形及支護(hù)體失效形式，配合前文結(jié)果可知，留巷受一次采動(dòng)影響圍巖塑性破壞深度可達(dá)4.53～5.19 m，圍巖破壞深度未超過錨索錨固范圍，2次采動(dòng)圍巖破壞范圍雖變大，但深度變化不大。因此采用8 m錨索進(jìn)行頂板補(bǔ)強(qiáng)可滿足支護(hù)要求。

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)冒頂隱患區(qū)域采用補(bǔ)強(qiáng)方案如下:采用φ22 mm×8 000 mm錨索，在原錨索支護(hù)1排3根的基礎(chǔ)上，補(bǔ)打2根形成1排5根，在每2排中間補(bǔ)打1排3根錨索，間排距2 100 mm×2 000 mm，最終形成“3,5,3,5”形式，排距為1 m，配合200 mm×140 mm×8 mm π型托盤壓鋼帶施工，頂板補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)如圖17所示。

圖17 頂板補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)參數(shù)平面Fig.17 Reinforcement support parameter of roadway roof

在已失效錨索附近重新補(bǔ)錨索，配合300 mm×300 mm×16 mm鐵托盤施工。頂板因下沉將原支護(hù)頂網(wǎng)破壞，施工錨索前在破損頂網(wǎng)處補(bǔ)掛10號(hào)鉛絲網(wǎng)，連網(wǎng)時(shí)綁絲間排距400 mm×400 mm。頂板支護(hù)效果如圖18所示。

圖18 頂板補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)效果Fig.18 Effect of reinforcement support of roof of roadway

頂板補(bǔ)強(qiáng)后，在冒頂隱患區(qū)域內(nèi)安設(shè)4組5 m和8 m兩基點(diǎn)位移觀測(cè)站，站間距100 m，對(duì)頂板中部進(jìn)行持續(xù)17 d位移監(jiān)測(cè)，前8 d產(chǎn)生3～8 mm小幅度的下沉量，之后趨于穩(wěn)定未產(chǎn)生變化。在整個(gè)觀測(cè)周期內(nèi)，淺部頂板下沉量高于深部，與頂板窺視對(duì)比可知，在5 m范圍內(nèi)圍巖較破碎，頂板采用錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)可以有效控制破碎圍巖體垮落，在二次回采期間未發(fā)生冒頂事故。

基于重復(fù)采動(dòng)塑性區(qū)時(shí)空演化規(guī)律研究結(jié)果，提出分次補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，能夠有效提高掘進(jìn)速度、節(jié)省支護(hù)費(fèi)用，保證巷道圍巖安全穩(wěn)定。

5 結(jié) 論

(1)重復(fù)采動(dòng)巷道圍巖塑性區(qū)時(shí)空演化規(guī)律研究，獲得重復(fù)采動(dòng)巷道塑性區(qū)變化的動(dòng)-靜組合機(jī)制，圍巖從掘進(jìn)到廢棄的整個(gè)動(dòng)態(tài)破壞過程，以及不同位置圍巖破壞狀態(tài)的靜態(tài)展現(xiàn)，塑性區(qū)擴(kuò)展時(shí)間階段與空間區(qū)域存在對(duì)應(yīng)關(guān)系，是分析巷道變形機(jī)理及分次支護(hù)方案提出的重要基礎(chǔ)。

(2)結(jié)合重復(fù)采動(dòng)影響下巷道圍巖應(yīng)力時(shí)空演化規(guī)律，獲得塑性區(qū)非對(duì)稱擴(kuò)展機(jī)理:其范圍由偏應(yīng)力大小決定，方位則由主應(yīng)力方向主導(dǎo)，偏應(yīng)力大小及角度共同作用造成塑性區(qū)非對(duì)稱擴(kuò)展，進(jìn)而產(chǎn)生非對(duì)稱變形，并以此揭示了重復(fù)采動(dòng)巷道塑性區(qū)隨時(shí)空擴(kuò)展力學(xué)機(jī)制。

(3)根據(jù)重復(fù)采動(dòng)巷道圍巖塑性區(qū)擴(kuò)展形態(tài)，一次采動(dòng)過程中塑性區(qū)深度及范圍擴(kuò)展顯著且頂、底板明顯大于兩幫;二次采動(dòng)過程中塑性區(qū)深度變化較小，而范圍明顯增加，破壞變形主要發(fā)生在煤壁幫頂角位置及煤柱幫底角位置。

(4)基于重復(fù)采動(dòng)過程中塑性區(qū)擴(kuò)展時(shí)空關(guān)系，提出分次補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)方法，解決重復(fù)采動(dòng)巷道圍巖穩(wěn)定控制;根據(jù)塑性區(qū)擴(kuò)展形態(tài)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)明確具體補(bǔ)強(qiáng)時(shí)間、地點(diǎn)及參數(shù)，并進(jìn)行頂板補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)，節(jié)省工期同時(shí)保障了回采期間安全生產(chǎn)。