张 锋,李永恩,郭志强,邱玖琢,卢 刚

(1.国家能源集团国源电力有限公司，北京 100033；2.内蒙古蒙东能源有限公司敏东一矿，内蒙古 海拉尔 021000)

0 引 言

巷道顶板塑性破坏是引发顶板整体破裂、产生围岩大变形、造成支护失效进而导致巷道冒顶的重要原因，支护设计中也多依据围岩塑性区几何特征进行冒顶控制设计[1-3]。研究发现，回采工作面采动影响造成巷道塑性区会呈现蝶叶形态特征，尤其对巷道软弱顶板稳定性产生极为不利的影响[4-6]。因此，揭示采动过程中塑性区在软弱顶板中的扩展演化规律，对顶板支护参数设计、支护时机的选择、冒顶隐患的识别等方面具有实际意义[7]。针对采动软弱顶板巷道围岩塑性区分布与顶板控制，国内外学者进行了大量研究，取得了诸多行之有效的成果。文献[8-11]提出了钻孔与巷道围岩的周围的“蝶形塑性区”理论，认为采动引起的围岩周边主应力大小、方向的变化是产生不规则塑性区的根本原因，并阐述了围岩的非对称大变形破坏是有蝶形塑性区引起的力学机制。文献[12-14]通过对深部岩巷开挖后围岩应力演化特征、变形破坏规律的分析，揭示了深井岩巷围岩稳定性控制机理。SOFIANOS等[15]应用离散元分析软件UDEC研究了软弱顶板稳定性的影响规律，得出岩层厚度增大导致锚固顶板跨中的下沉量减小，有利于顶板的稳定。文献[16-18]建立了含夹层岩体的组合系统力学模型，认为夹层与围岩中强度较低的岩层首先发生破坏，导致原本稳定的岩层受到挤压，出现张拉破坏，甚至顶板发生彻底失稳。……