为合理解决老公营子煤矿中下分层回采巷道大变形的问题,基于5#煤层实际的地质条件,研究覆岩运动与巷道围岩稳定性的联系,揭示巷道围岩失稳机理.指出采动应力的叠加作用是造成首采面巷道围岩失稳的主要因素;覆岩的二次破断形成非对称结构,造成偏载作用显著是影响接续工作面巷道围岩失稳的主要因素,且窄煤柱多次受到回采扰动,塑性破坏严重,承载能力降低是造成巷道围岩失稳的内在因素.以此提出"封闭强化、区别对待"的围岩控制思路,表面喷浆内部注浆提高围岩的自承能力,补强锚索加强围岩局部支护强度.现场实践表明,窄煤柱巷道可以满足工作面回采期间的要求,稳定性较好,为类似巷道围岩控制提高借鉴.

老公营子矿Ⅲ16-1(2)工作面运输巷道在I06-2(2)1工作面回采过程中受采动影响较大,顶底板与两帮发生变形,严重影响到Ⅲ16-1(2)工作面之后的生产工作.结合该矿地质条件,采用理论分析、 数值模拟等研究方法确定接续面受采动影响的范围,并优化支护方案,增加巷道围岩稳定性,减少接续面的扩帮、 拉底等工作.研究表明:22m宽煤柱下,首采面回采工作对接续面的影响范围是超前工作面50m到滞后工作面30m;根据数值模拟效果观察确定优化方案,对塑性破坏集中区域设置增强锚索进行加强支护;通过现场应用,验证了优化方案的有效性.

沿空巷道常表现出非对称底鼓特征,根据沿空巷道围岩结构及应力作用模式,结合朗肯土压力理论建立非对称底鼓力学模型,推导出非对称底鼓力源的计算方程.结果表明,两帮垂直应力是底鼓的主要因素,非对称分布的垂直应力是非对称底鼓的内在原因,底板岩体由垂直应力高的巷帮一侧向垂直应力低的巷帮一侧运动,最大底鼓位置靠近垂直应力低的巷帮一侧.据此,提出通过降低两帮垂直应力控制底鼓的错层位负煤柱沿空巷道布置技术,错层位开采实体煤侧垂直应力较低,矸石堆与巷道上方自由空间能够使负煤柱沿空巷道免受关键块体运动影响,始终处于低应力区;沿空巷道两帮低应力区宽度增大,远离应力峰值,达到了降低两帮垂直应力传递至底板的目的;数值模拟结果显示负煤柱沿空巷道两帮垂直应力降低后底鼓破坏深度明显减小.负煤柱沿空巷道现场应用效果良好,未见明显底鼓,从而为待掘沿空巷道区域性防控底鼓提供了依据.

针对下沟煤矿巨厚煤层低位放顶煤开采采出率低的问题,通过分析顶煤损失的主要构成及其形成原因,提出提高顶煤采出率的优化措施:加长工作面推进长度和工作面长度,端头支架实现放煤功能,放煤步距采用"两采一放"和提高放煤时间,顶煤采出率从75%提高到89%,取得了良好地效果。