为解决两硬(顶、底板均为坚硬岩层)近距离薄煤层沿空留巷巷旁充填体易失稳问题,通过建立充填体承载力学模型及不同充填体强度下留巷围岩塑性破坏数值模拟,认为留巷稳定的临界充填体宽度为2.0 m、抗压强度为23 MPa。实验室试验对充填材料(矸石)性能影响因素的权重、充填体强度特征进行了研究,提出了充填体高效材料配比和充填工艺。现场工程实测数据表明,上述研究得到的充填体宽度、材料配比和工艺参数能有效维护沿空留巷稳定性,较好实现两硬近距离薄煤层沿空留巷技术。

为解决两硬薄煤层条件下沿空留巷难度大的问题,以姜家湾煤矿为研究对象,提出了巷内采用协调让压支护、巷旁采用抗压和让压结合的支护方式,给出了恒阻让压锚杆(索)让压曲线及高分子让压膨胀材料和抗压材料的配比,经分析确定巷内采用18 mm×2 400 mm的让压锚杆和17.8mm×8 000 mm的让压锚索支护,巷旁采用2 m宽高分子让压膨胀材料和抗压材料支护方案。应用结果表明:巷道顶底板和两帮最大移近量分别为255、249 mm,巷道断面最大收敛率为15.0%,确保了两硬薄煤层沿空留巷的稳定性。