创新动态研究背景：随着煤炭开采技术的进步与大型现代化矿井的出现，生产集约化与装备重型化，大型综采工作面双巷布置已成为常规，使得煤柱屈服失稳与巷道断面尺寸大、应力集中高而成为双巷布置巷道围岩稳定性控制的难题。
众所周知，在相邻多煤柱巷道围岩控制中是允许两帮煤柱产生屈服承载的，屈服煤柱是指煤柱受力产生塑性区和弹性区，塑性区丧失承载作用，而弹性区起到承载作用，弹性区宽度体现了屈服煤柱的承载能力。因此，煤柱的屈服并不代表着煤柱的破坏或失稳，而不同的煤柱尺寸与锚固方式，煤柱的屈服特性（塑性区与弹性区的宽度）不同，不同应力环境下的屈服特性也迥异[1-2]。利用煤柱弹性区承载特性，强化巷道顶板重点部位锚固支护强度，将利于顶板长强锚固承载体向深部延伸与屈服煤柱弹性区搭接形成整体承载拱。本研究基于双巷布置屈服煤柱留设及巷道围岩控制协同作用的机理，以巷道围岩顶板稳定为前提，以屈服煤柱的最大承载为原则，提高顶板锚固承载体强度、长度与高度，合理留设屈服煤柱尺寸，实现屈服煤柱的最大承载与顶板锚固强抗的协同作用，从而促进巷道围岩稳定。因此，开展基于双巷布置屈服煤柱留设及巷道围岩控制协同作用机理的研究，将节约巷道支护成本、减少煤炭资源浪费、加快工作面推进速度，为双巷布置屈服煤柱合理留设及巷道围岩顶板强化控制提供新的理论支撑与技术途径。
主要创新点：
1、研究了不同煤柱尺寸条件下回采巷道围岩应力场、位移场及塑性破坏场分布规律，双巷布置软煤巷道围岩变形特征表现为两帮大范围水平移动变形、继而引发顶板整体下沉至围岩失稳。
2、分析了煤体强度、煤柱尺寸、锚固方式等对巷道围岩稳定性的影响，确定了影响软煤巷道围岩稳定性的初始与全屈服煤柱尺寸，双巷布置软煤巷道合理煤柱留设尺寸为煤柱全屈服状态。
3、提出了2种基于煤柱屈服承载软煤巷道围岩控制技术，即锚杆（锚索）主动支护 多向可缩异梯形棚被动支护的围岩控制技术与锚杆（锚索）支护 再造承载层被动支护的围岩控制技术。
结构原理：
1、双巷布置巷道围岩的变形特征及失稳机制。采用现场实测与理论分析方法进行，主要包括：双巷布置大断面回采巷道围岩变形破坏特征实测；不同煤柱尺寸下回采巷道围岩变形破坏影响因素分析；大采高工作面回采巷道围岩变形与失稳机制。
2、不同煤柱尺寸留设与巷道围岩稳定性关系。采用相似模拟与数值计算方法进行，主要包括：不同煤柱尺寸条件下巷道围岩应力分布规律；不同煤柱尺寸条件下巷道支架受力特征；不同煤柱尺寸条件下巷道围岩裂隙发展及变形破坏规律。
3、煤柱屈服承载的力学特性及合理尺寸留设。依据相似模拟与数值计算结果，采用理论分析方法进行，主要包括：煤柱萌生塑性与最大塑性状态的煤柱尺寸确定；不同尺寸煤柱屈服承载的基本力学特性；基于巷道围岩稳定的合理屈服煤柱尺寸留设。
4、屈服煤柱留设与巷道围岩稳定的协同机理。依据现场实测、理论分析、相似模拟与数值计算方法进行，主要包括：煤柱屈服承载与顶板强化支护的协同作用机理；屈服煤柱条件下不同支护方式对巷道围岩稳定性的作用机理；分析煤体强度、煤柱尺寸、支护方式等对巷道围岩稳定性的影响。
5、双巷布置巷道围岩稳定性控制的实现方法。采用理论分析与现场工业性试验方法开展，提出基于煤柱屈服承载的巷道围岩控制方法与实现途径，主要包括：提出基于煤柱屈服承载的巷道围岩控制方法；确定基于煤柱屈服承载的巷道围岩控制的实现途径；屈服煤柱合理尺寸条件下回采巷道围岩控制监测方法。
社会效益和经济效益分析：开展基于双巷布置屈服煤柱留设及巷道围岩控制协同作用机理的研究，将节约巷道支护成本、减少煤炭资源浪费、加快工作面推进速度，为双巷布置屈服煤柱合理留设及巷道围岩顶板强化控制提供新的理论支撑与技术途径。
该技术减小了煤柱尺寸与回采巷道支护成本。目前，该技术在河南永华能源有限公司郭村矿1204与1206工作面推广应用，且郭村矿煤柱有进一步减小的应用，下一步在永华能源所属矿井进行推广应用。该技术实现了大采高工作面小煤柱尺寸条件下巷道围岩的稳定，促进了矿井的安全、高效生产，经济与社会效益显著，推广前景广阔。(永煤公司技术信息中心供稿)