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煤炭一直占我国能源的70%以上,在国民经济建设中占有举足轻重的地位。我国煤炭开采历史长、规模也越来越大,多数老矿井转入深部开采,所以深部围岩支护与维护问题越来越突出,成为井巷工程支护中难题之一,尤其是针对煤层赋存条件较为复杂的高膨胀松软煤层工作面,能否解决好高膨胀松软围岩煤层的支护问题,是煤矿开采向纵深发展和安全生产的关键。 本文在大量国内外高膨胀松软岩支护文献和现场调研的基础上,系统地阐述了松软煤层回采巷道变形破坏的特点和围岩变形的影响因素。并论述了高膨胀松软煤层回采巷道变形力学机制。从高膨胀松软围岩巷道承载机理出发,分析了高膨胀松软岩巷道支护与围岩的相互作用机理。 本文以风水沟煤矿6-1C西二片工作面为背景,通过理论分析、数值模拟,现场实测等手段,对高膨胀松软围岩煤层工作面的支护技术进行了研究,主要包括高膨胀松软围岩条件下采场应力环境优化、高膨胀松软围岩控制技术、高膨胀松软围岩支护技术。结果表明,该膨胀松软围岩煤层工作面支架合理支护强度应不低于0.61MPa。结合现场矿压监测,并对实测结果与模拟结果对比分析,最终围岩变形得到有效控制,技术经济效益显著。