煤矿井下地质条件复杂多变,巷道在掘进施工过程中往往会不可避免的遇到一些很难处理甚至无法处理的情况,例如断层、褶曲、背向斜、煤层冲刷带等特殊的地质构造。由于地质构造的影响,巷道围岩塑性区增大、稳定性降低,顶底板及两帮经常表现出软弱破碎等特征,在这种特殊构造段如果仍然采用常规锚杆支护将会难以确保巷道支护的可靠性。山西潞安集团李村矿1301辅助回风顺槽巷道断面宽度达到了 6m,高度达到了 4.2m,从断面尺寸上来说属于常规大断面巷道。本文选取该巷道过煤层冲刷段作为工程研究背景,通过理论分析法、实验室试验法、数值模拟法以及现场监测法等多种方法,对大断面煤巷过煤层冲刷带围岩稳定性进行了分析,提出了特定地质条件(煤层冲刷带)影响下的大断面巷道的控制技术及方案,并最终将控制技术及方案应用到现场当中进行现场应用及数据实测,取得了以下主要研究成果:(1)通过理论分析研究了巷道断面的尺寸效应对穿过煤层冲刷带时围岩稳定性的影响:分析表明巷道顶板最大下沉量ωmax=ql4/384EI,由此可以得出在其他条件保持一致的前提下,巷道的最大下沉量与巷道宽度呈正相关关系,巷道跨度越大,则巷道顶板稳定性越差;而对于巷道两帮稳定性的研究则可以转化为求解巷道两帮塑性区范围的问题,通过分析可知,巷道塑性区范围(?),在其他条件保持不变的前提下,巷道高度m越大,则巷道两帮塑性区范围R越大,也就意味着巷道两帮稳定性越差。因此在巷道穿过煤层冲刷带时应适当减小巷道尺寸,保障巷道稳定。(2)通过运用FLAC3D数值模拟软件模拟冲刷带位置对巷道稳定性的影响可知,无论冲刷带位于巷道顶板、巷道底板还是巷道穿过冲刷带,由于受到冲刷带的影响,巷道顶底板移近量均较大,达到了 260mm以上。当巷道揭露的冲刷带与揭露的煤层面积各占一半时,巷道塑性区范围及顶底板移近量最大,达到了 297.58mm,说明这种半煤岩巷的巷道布置方式巷道稳定性最差,其次由模拟可知,巷道失稳破坏多发生在冲刷带与煤层的煤岩交界处。(3)通过对大断面煤巷过冲刷带围岩稳定性的分析,提出了全断面长短锚索结合+网喷的联合支护方式。分析锚杆与锚索各自的支护机理,结合数值模拟中塑性区的范围,发现了锚杆的长度已经不足以锚固到巷道塑性区范围以外的问题,提出了利用短锚索代替锚杆实现长短锚索结合的支护方式,并且对长短锚索的组合进行了分析比选,确定了合理的长短锚索组合方式为长锚索6.3m、短锚索4.3m。另外,由于巷道表面围岩破碎,使用了金属网+喷射混凝土的辅助护表支护方式。(4)在大断面煤巷穿过煤层冲刷带段利用比选优化后的支护方案进行了现场工业性试验,并且现场实测了巷道的表面位移、内部位移以及长短锚索受力情况等矿压数据:巷道的失稳破坏情况得到实质性控制,冒顶片帮情况减少,巷道变形持续30天后变形情况基本稳定,顶底板移近量仅115mm;顶板长锚索受力为340KN,短锚索受力为241KN,两帮短锚索受力分别为134KN、137KN,也均能提供较大锚固力。