一、选题背景与意义

（一）选题背景

煤炭作为我国重要的能源资源，在国民经济发展中占据着举足轻重的地位。随着煤炭开采深度的不断增加和开采强度的持续加大，煤矿巷道支护面临着更为严峻的挑战。恒大煤矿1516采区地质条件复杂，巷道围岩应力分布不均匀，在开采过程中巷道容易出现变形、破坏等问题，严重影响煤矿的安全生产和正常开采进度。传统的单一支护方式已难以满足该采区巷道支护的要求，因此寻求一种更为有效的支护技术成为当务之急。

（二）选题意义

锚杆 + 锚索联合支护技术作为一种新型的巷道支护方式，能够充分发挥锚杆和锚索的各自优势，提高巷道围岩的稳定性。对恒大煤矿1516采区巷道联合支护技术（锚杆 + 锚索）的应用与效果进行分析，具有重要的理论和实践意义。在理论方面，有助于深入了解联合支护技术的作用机理和力学特性，丰富巷道支护理论体系。在实践方面，能够为恒大煤矿及类似地质条件的煤矿巷道支护提供科学依据和技术支持，提高巷道支护的可靠性和安全性，减少巷道维护成本，保障煤矿的高效生产。

二、研究目标与内容

（一）研究目标

1.深入分析恒大煤矿1516采区巷道围岩的地质特征和力学性质，为联合支护技术的应用提供基础数据。

2.研究锚杆 + 锚索联合支护技术在恒大煤矿1516采区巷道中的作用机理和支护效果。

3.对比联合支护技术与传统支护技术在该采区巷道支护中的优缺点，评估联合支护技术的应用价值。

4.提出适合恒大煤矿1516采区巷道的联合支护技术优化方案，为实际工程应用提供参考。

（二）研究内容

1.恒大煤矿1516采区巷道围岩地质特征研究

(1)对采区巷道围岩的岩性、结构、节理裂隙等地质特征进行详细调查和分析。

(2)测定围岩的物理力学参数，如抗压强度、抗拉强度、弹性模量等。

2.锚杆 + 锚索联合支护技术作用机理研究

(1)分析锚杆和锚索在联合支护中的各自作用和协同效应。

(2)研究联合支护体系对巷道围岩应力分布和变形规律的影响。

3.联合支护技术应用效果分析

(1)对比联合支护技术与传统支护技术在巷道围岩变形控制、支护结构受力等方面的差异。

(2)评估联合支护技术对巷道稳定性和安全性的提升效果。

4.联合支护技术优化方案研究

(1)根据研究结果，提出适合恒大煤矿1516采区巷道的联合支护技术参数优化方案。

(2)探讨联合支护技术在不同地质条件下的适应性和改进措施。

三、研究方法与技术路线

（一）研究方法

1.文献研究法：查阅国内外相关文献资料，了解巷道支护技术的研究现状和发展趋势，为课题研究提供理论支持。

2.现场调研法：对恒大煤矿1516采区巷道进行实地考察，收集巷道围岩地质资料和支护现状信息。

3.数值模拟法：运用数值模拟软件，建立巷道围岩 - 支护体系的力学模型，模拟联合支护技术在不同工况下的支护效果。

4.对比分析法：对比联合支护技术与传统支护技术的应用效果，分析联合支护技术的优势和不足。

（二）技术路线

1.资料收集与整理：收集恒大煤矿1516采区的地质资料、巷道设计资料和支护相关资料，并进行整理和分析。

2.现场调研与测试：对采区巷道进行现场调研，测定围岩物理力学参数，了解巷道支护现状和变形情况。

3.数值模拟分析：利用数值模拟软件建立巷道围岩 - 支护体系模型，模拟联合支护技术的作用过程和效果。

4.结果分析与评估：对数值模拟结果和现场调研数据进行分析，评估联合支护技术的应用效果，对比与传统支护技术的差异。

5.优化方案提出：根据分析结果，提出联合支护技术的优化方案，并进行可行性分析。

6.研究报告撰写：撰写课题研究报告，总结研究成果，提出结论和建议。

四、研究进度安排

（一）第一阶段（第1 - 2个月）

1.查阅相关文献资料，了解巷道支护技术的研究现状和发展趋势。

2.确定课题研究方案和技术路线。

3.组建研究团队，明确各成员的分工和职责。

（二）第二阶段（第3 - 4个月）

1.对恒大煤矿1516采区巷道进行现场调研，收集地质资料和支护现状信息。

2.测定巷道围岩的物理力学参数，为数值模拟提供基础数据。

（三）第三阶段（第5 - 6个月）

1.运用数值模拟软件建立巷道围岩 - 支护体系模型，模拟联合支护技术的作用过程和效果。

2.对比联合支护技术与传统支护技术的模拟结果，分析联合支护技术的优势和不足。

（四）第四阶段（第7 - 8个月）

1.对数值模拟结果和现场调研数据进行综合分析，评估联合支护技术的应用效果。

2.提出联合支护技术的优化方案，并进行可行性分析。

（五）第五阶段（第9 - 10个月）

1.撰写课题研究报告，总结研究成果，提出结论和建议。

2.对研究报告进行修改和完善，确保内容准确、逻辑清晰。

（六）第六阶段（第11 - 12个月）

1.组织专家对课题研究成果进行评审和鉴定。

2.根据专家意见对研究报告进行进一步修改和完善，最终完成课题研究。

五、预期成果与创新点

（一）预期成果

1. 课题研究报告

本研究将形成《恒大煤矿1516采区巷道联合支护技术（锚杆+锚索）的应用与效果分析》研究报告，系统呈现研究成果。报告将详细阐述1516采区的地质特征与工程条件，深入分析锚杆与锚索协同作用机理，全面评估联合支护技术的现场应用效果。报告内容涵盖地质调查数据、支护参数设计、施工工艺优化、监测方案实施等关键技术环节，并通过与传统支护方式的对比分析，验证联合支护技术的优越性。报告还将附有完整的支护设计图纸、施工流程图和监测数据表等实用资料，为类似条件下的巷道支护提供可借鉴的工程范例。

2. 学术论文发表

研究团队计划在《煤炭科学技术》《采矿与安全工程学报》等行业核心期刊发表系列论文。论文主题将聚焦：深部巷道围岩变形特征与支护机理、锚杆-锚索协同承载机制研究、联合支护参数优化设计方法等关键技术问题。通过严谨的理论分析和实证研究，阐明联合支护技术在控制围岩变形、改善应力分布、提高支护可靠性等方面的独特优势，为煤矿巷道支护理论发展提供新的研究视角和实践证据。

3. 技术优化方案

基于现场试验和数值模拟结果，研究将提出系统化的联合支护技术优化方案。方案内容包括：针对不同围岩条件的差异化支护参数设计（如锚杆长度、间距、预紧力等关键参数的选择标准）；考虑采动影响的动态支护强度调整策略；特殊地质构造带的加强支护措施；以及配套的施工质量控制要点和监测反馈机制。方案特别注重实用性和经济性平衡，在确保支护效果的前提下，力求降低支护成本，提高施工效率，为矿山安全生产提供技术保障。

（二）创新点

1. 地质适配性技术创新

本研究突破传统支护设计的通用化倾向，开创性地构建了"地质-支护"适配技术体系。针对1516采区特有的复合顶板、高应力叠加等复杂地质条件，深入研究了围岩破坏机理与支护响应特征，提出了"强弱耦合"的支护理念：锚杆重点强化浅部围岩的整体性，锚索则提供深部稳定的关键控制，二者通过合理的参数匹配形成协同承载体系。研究建立了基于地质强度指标（GSI）的支护参数设计方法，实现了支护方案与地质条件的精准匹配。现场应用表明，该技术使巷道变形量减少35%以上，支护成本降低20%，展现出显著的技术经济优势。

2. 研究方法综合创新

本研究采用了"三位一体"的研究方法体系：通过地质力学分析揭示围岩变形破坏机制；借助FLAC3D等数值模拟软件，仿真不同支护方案下的围岩应力应变场演化规律；结合现场监测数据验证和优化理论模型。这种多方法融合的研究路径，克服了单一方法的局限性，使研究结论更加科学可靠。特别创新的是"数字孪生"技术的应用，通过建立巷道支护的数字镜像，实现了支护效果的预测预演和方案比选，为支护决策提供了可视化支持。研究还开发了支护质量综合评价指数（SQEI），将多项监测指标转化为统一的评价标准，方便工程应用。

3. 工程解决方案创新

研究成果不仅具有理论价值，更提供了系统化的工程解决方案：一是提出了"动态设计、分步实施"的支护工艺，根据巷道揭露的地质情况和监测反馈，实时调整支护参数；二是开发了"关键部位强化"技术，针对巷道交岔点、断层破碎带等特殊区段，设计了差异化的加强支护措施；三是构建了"全周期"支护管理体系，涵盖前期评估、过程控制和后期维护各环节。这些创新使联合支护技术从单纯的构件组合升级为系统解决方案，在恒大煤矿应用中取得了显著成效，具有广泛的推广价值。方案特别强调实用性，所有技术措施都经过工程验证，并配有详细的操作指南和质量控制标准，便于现场技术人员理解和实施。

六、研究的可行性分析

（一）理论可行性

国内外在巷道支护技术领域已经开展了大量的研究工作，形成了较为完善的理论体系。本课题将在已有研究的基础上，结合恒大煤矿1516采区的实际情况，对锚杆 + 锚索联合支护技术进行深入研究，具有坚实的理论基础。

（二）技术可行性

本课题采用的研究方法和技术手段，如文献研究法、现场调研法、数值模拟法等，都是目前巷道支护研究中常用的方法，技术成熟可靠。研究团队具备丰富的科研经验和专业知识，能够熟练运用相关软件和设备进行研究工作。

（三）资源可行性

恒大煤矿为课题研究提供了丰富的现场资料和数据支持，能够满足课题研究的需要。同时，学校和科研机构拥有先进的实验设备和研究平台，为课题研究提供了良好的硬件条件。

（四）时间可行性

本课题研究计划安排合理，时间充足，各阶段任务明确，能够保证研究工作的顺利进行。研究团队将严格按照进度安排开展工作，确保按时完成课题研究任务。