煤炭工程

作者：丁自伟,冯　磊,张会宾,马　瑞,贾金兑,巩欣伟

单位：1. 西安科技大学能源学院，陕西 西安 7100542. 陕西旬邑县旬东煤业有限责任公司，陕西咸阳 711300

关键词：软岩巷道,塑性区,侧压系数,围岩性质,围岩控制,数值模拟,支护优化,

巷道围岩塑性区宽度是巷道支护参数设计的重要依据。为揭示巷道围岩变形破坏特征，采用理论分析、数值模拟与现场工业试验相结合的方法，系统研究了不同侧压系数和围岩岩性下巷道塑性区演化规律。结果表明：①随着侧压系数减小，塑性区形态依次从“圆形”向“类椭圆”“类蝶形”演化，最终发展为“蝶形”，不规则程度逐步增强；当侧压系数为0.8时，顶底板与两帮塑性区的分布形态及宽度趋于相近；在侧压系数0.2~1.0范围内，顶底板最大塑性区宽度依次为2.6、0.2、0.5、3.8和2.8m，最大变化率达95%，两帮最大塑性区宽度依次为7.3、4.6、5.8、5.8和2.8m，最大变化率为62%，顶底板塑性区变化幅度明显大于两帮。②围岩岩性主要影响塑性区发育范围，对塑性区形态无明显作用；围岩岩性越优、整体强度越高，塑性区发育范围越小，细粒砂岩中塑性区宽度显著小于煤层；所有岩性条件下，巷道塑性区破坏均以剪切破坏为主，且两帮变形量大于顶底板变形量；不同岩性下，顶底板塑性区宽度最大变化率为65%，两帮为68%，二者变化幅度基本一致。③依据塑性区发育规律，对巷道采用高预紧力锚杆（索）支护，并通过增大杆体直径、延长杆体长度提升支护体系强度与延伸率。现场试验表明：优化支护方案可有效控制围岩离层与破坏变形，围岩变形量控制在300mm以内，巷道围岩稳定性显著提升。

来源：2026年第3期

《煤炭工程》期刊编辑部

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