以铜川矿区复合顶板条件为例,基于沿空掘巷围岩大、小结构的稳定性原理,结合覆岩破断的弧形三角块模型,根据理论分析初步确定了沿空掘巷小煤柱留宽方案;进而采用锚杆组合梁加固理论与锚索悬吊补强理论进行支护断面的初步设计。采用FLAC3D模拟软件对各方案分别进行了掘巷阶段与采动影响阶段的支护效果考察,最终确定小煤柱留宽5 m,巷道支护采用左旋无纵筋高强度螺纹钢锚杆,排距800 mm。沿空掘巷与采动影响阶段的支护效果表明,采用该支护方案巷道围岩应力分布合理,锚杆支护系统适应性良好。

通过理论分析、数值模拟,研究了孤岛工作面塑性区及垂直应力分布情况,确定出工作面预留煤柱合理宽度为8.0 m,模拟了不同支护方案下巷道围岩塑性区分布情况。结合锚索梁钢带及注浆联合支护方案、矿山压力观测数据,分析了孤岛工作面小煤柱沿空掘巷的矿山压力显现特征,可为后续孤岛工作面沿空掘巷围岩控制提供一定的参考。