采矿与岩层控制工程学报杂志投稿格式参考范文：无煤柱开采围岩控制技术发展方向

　　研究现状

　　无煤柱开采符合绿色开采理念，通过合理部署和布置取消护巷煤柱，具有减少掘进量、提高资源回收率、降低灾害风险和改善通风等优势。国外研究近百年，我国也有 70 年左右研究历程，成果广泛应用。无煤柱开采形式分为跨巷无煤柱开采、回采巷道无煤柱护巷开采、采空区维护巷道无煤柱开采，其中沿空留巷与沿空掘巷应用较广。

　　无煤柱开采围岩控制原则是取消煤柱改善应力环境，结合支护与卸压确保巷道经受采动影响满足安全生产。跨巷无煤柱开采将巷道布置在采空区下方应力降低区，回采巷道无煤柱护巷开采布置在采空区侧，分为沿空掘巷、沿空留巷及留掘复合。

　　沿空掘巷有完全沿空掘巷、小煤柱沿空掘巷、巷旁充填沿空掘巷。小煤柱沿空掘巷应用广泛，但关键在于确定合理煤柱宽度，且需在采空区稳定后掘巷。巷旁充填沿空掘巷技术用充填墙代替小煤柱隔离采空区，该技术已在多种煤层条件下应用。

　　沿空留巷围岩变形破坏有维护时间长、采动影响强烈、围岩变形大等特点。其围岩控制技术包括支护与卸压，支护又分巷内基本支护、巷内加强支护及巷旁支护。早期部分矿井可不设巷旁墙体，现在一般应设置整体性、密封性高的充填体，地质条件简单时可用柱代墙。当沿空留巷上方有坚硬岩层形成悬顶时，卸压(如采用水力压裂法和爆破法)可改善应力环境。我国沿空留巷技术在多种复杂条件下得到推广，但部分复杂矿井仍存在留巷变形严重等问题。

　　存在问题

　　无煤柱开采围岩控制是系统工程，涉及多个环节，部分矿井存在掘巷困难等诸多问题影响安全生产。

　　总体规划不足：无煤柱开采需提前谋划开拓部署等，将巷道布置在应力降低区，考虑矿井产量等实现经济效益最大化。对特定矿井应提前采取相应措施，如弱化顶板区域、治理冲击地压。

　　沿空掘巷问题：沿空掘巷围岩结构研究不清，小煤柱尺寸设计等方面需优化。不合理的小煤柱宽度会导致煤柱破碎或巷道处于应力集中区，部分矿井掘巷时间不当、支护效果不理想。

　　沿空留巷应力与结构研究欠缺：沿空留巷围岩应力、结构演化规律研究不够，特别是复杂条件下。围岩控制技术未统筹考虑巷道断面与支护需求，支护在空间和时间布置上存在问题。

　　支护匹配性差：沿空留巷各类支护之间及与围岩在强度、刚度和变形能力等方面匹配性不高，不能充分发挥支护作用，支护体与围岩也存在匹配问题。

　　巷旁支护阻力估算不可靠：有巷旁充填墙体的沿空留巷，其成功关键在于墙体稳定，但目前支护阻力估算公式多种，且估算值与实际相差较大。

　　巷旁充填材料成本高：机械化程度较高的巷旁泵充材料如混凝土和高水材料，为保证墙体稳定性和隔离作用，充填墙体需一定宽度，导致留巷成本高。

　　卸压机理及协同作用不清晰：巷道围岩卸压机理研究不深入，支护与卸压协同作用原理不明，卸压条件和效果界定不清，卸压参数设计未实现定量化。

　　施工工艺与推进速度矛盾：工作面快速推进与沿空留巷繁琐施工工艺存在矛盾，工序交叉多，配合不好会影响推进速度和产量。

　　监测与预警系统不完善：矿压监测数据存在接口和数据不统一问题，沿空留巷的漏风、有害气体等监测数据分散，无法及时融合分析和实时预警。

　　施工自动化、智能化水平低：沿空留巷施工关键设备自动化、智能化程度低，人工操作多，劳动强度大、效率低。

　　发展方向

　　针对存在的问题，提出无煤柱开采围岩控制理念：总体规划、超前布局、支卸协同;设计定量化、数智化;工艺流程化、标准化;材料系列化、绿色化;装备自动化、智能化;监测融合化、实时化。

　　围岩控制理念：无煤柱开采围岩控制需总体规划矿井相关部署，超前布局顶板弱化和巷道卸压，考虑掘巷与留巷及支护关系。明确卸压技术适用条件、机理和协同作用原理，丰富组合方式和应用场景。

　　围岩控制设计：深入研究围岩应力与结构演化规律，揭示支护和卸压协同作用机理，建立合理力学模型，提出准确控制参数计算公式，实现定量化设计。收集分析监测数据，建立大数据系统，提出数智化设计方法。

　　围岩控制工艺：研究合理掘进模式，优化掘进与支护工艺，实现掘支平行作业。简化沿空留巷工艺，实现流程化、标准化，提高留巷速度。

　　围岩控制材料：研发系列化控制材料，包括适合围岩大变形的锚杆锚索、高性能绿色巷旁充填材料、新型注浆和喷涂材料，解决围岩加固和巷旁支护密封难题。

　　围岩控制装备：开发智能快速掘进与支护装备，提高沿空掘巷速度和效率。开发系列化自动化、智能化留巷设备，实现沿空留巷自动化、智能化、少人化施工。

　　监测与安全保障：解决煤矿多源异构数据融合问题，开发监测平台和无煤柱开采多模态大模型，保障围岩控制效果和安全。

　　结论

　　无煤柱开采围岩控制应遵循 “总体规划、超前布局、支卸组合” 理念，发展新理论、方法，研发新工艺、材料、装备，实现数字化、自动化、智能化。提高技术与装备适用性和成套性，拓展应用场景，为煤矿安全、高效、高回收率开采提供技术保障。

康红普;王东攀;刘跃东,中煤科工开采研究院有限公司;天地科技股份有限公司;煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室;中煤科工 (西安) 开采工程技术有限公司,202501