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随着开采深度的增加,厚层软弱直接顶煤层高应力巷道在动压作用下常出现严重的围岩锚固失效现象,致使巷道剧烈变形,严重时会造成冲击矿压现象的出现,这必然会对矿井安全高效生产带来巨大的安全隐患,同时事故的发生也会造成重大的人员伤亡和经济损失。针对采动作用下的高应力厚层松软直接顶煤巷锚固支护失效难题,本文以建新煤矿主采的B4煤层212工作面顺槽地质条件和支护技术为背景,通过综合应用锚固失效理论分析、FLAC3D软件模拟及现场施工监测等技术手段,对高应力动压煤层巷道锚固失效进行研究。研究成果: (1)分析了高应力巷道围岩锚固失效及变形破坏机理,锚杆支护锚固的是破碎岩体,巷道维护状况就取决于破碎煤岩锚固体的力学性能,而锚固失效就是破碎煤岩锚固体在超前支承压力作用下二次破裂。 (2)揭示了高应力作用下松软直接顶煤巷锚固支护失效及控制机理,顶板锚索失效主要表现为与顶板同步下移而不破断模式,锚杆的预紧力对锚固体力学特性产生重要影响。 (3)运用数值模拟对深部高应力动压巷道围岩应力场、位移场及破坏场变化特征进行了模拟研究,巷道受开挖扰动影响,新掘巷道围岩内出现应力集中现象,巷道围岩变形程度较大,破坏程度较严重且随着时间推移继续加重。 (4)从支护技术、巷道变形控制、锚杆和锚索的协调机制及施工工艺角度出发,进行了巷道支护加固方案及参数设计研究,提出了预应力桁架支护体系、锚杆(索)、钢带及锚网联合支护技术方案对煤巷变形破坏进行有效控制。 (5)通过数值模拟及现场实测,在新支护方案下,巷道围岩应力集中程度显著降低,巷道围岩变形量明显降低,围岩破坏范围也明显减小,巷道围岩变形得到了有效控制。 (6)对建新煤矿212工作面顺槽巷道锚固失效进行了分析并对巷道支护技术方案进行了优化设计,提出针对煤巷围岩控制的新技术,并取得了很好的控制变形效果,大大提高了矿井的生产效率,对深井高应力动压巷道围岩稳定性控制具有一定的借鉴意义。