左建平 ，劉海雁 ，王 軍 ，徐丞誼 ，朱 凡

（1.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 力學(xué)與建筑工程學(xué)院, 北京 100083；2.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 煤炭資源與安全開采國家重點實驗室, 北京 100083；3.山東建筑大學(xué) 土木工程學(xué)院, 山東 濟南 250101）

0 引 言

煤炭目前仍是我國的主體能源，且主要產(chǎn)量來自于井工煤礦，每年新掘巷道長度約12 000 km[1]。同時，巨大的巷道掘進工程量也促進了巷道圍巖控制理論及控制技術(shù)的發(fā)展。在巷道圍巖控制技術(shù)方面，根據(jù)支護結(jié)構(gòu)的作用機理，大體可以分為主動支護和被動支護。對于主動支護，主要有錨桿（索）、注漿及卸壓控制技術(shù)，在錨桿（索）支護技術(shù)方面，康紅普等[1-3]提出了高強預(yù)應(yīng)力錨桿?索支護技術(shù)，認為錨桿?索預(yù)應(yīng)力的有效擴散是支護成敗的關(guān)鍵；何滿潮等[4-6]研發(fā)出了具有較高恒定工作阻力的恒阻大變形錨桿?索，在結(jié)構(gòu)變形吸收能量的同時還能夠保持恒定阻力；馬念杰等[7]針對于錨索破斷率較高的難題，提出了具有較高工作阻力的可接長錨桿支護技術(shù)。除此之外，在注漿及卸壓支護技術(shù)方面，侯朝炯等[8]基于圍巖強度強化理論提出了深淺遞進分層次注漿加固技術(shù)；左建平等[9]基于巷道圍巖梯度破壞機理提出了使用納米基注漿材料對破碎巷道進行分級控制；王猛等[10]和左建平等[11]分別提出可以通過鉆孔卸壓和開槽卸壓技術(shù)對巷道圍巖進行應(yīng)力調(diào)控，使得高應(yīng)力向巷道圍巖深部轉(zhuǎn)移，改善圍巖應(yīng)力狀態(tài)。而在被動支護技術(shù)方面，主要體現(xiàn)在支架對巷道圍巖變形的抵抗能力，姜鵬飛等[12]針對于U 型鋼在不同荷載下的受力情況進行了力學(xué)計算，并將U 型鋼成功應(yīng)用在了千米深井軟巖巷道中；馬明杰等[13]通過室內(nèi)足尺試驗，研究了可縮性U 型鋼支架在不同側(cè)壓下的承載性能。由于U 型鋼支架承載性能有限，所以具有更高支護阻力的鋼管混凝土支架被應(yīng)用到了煤礦巷道支護中。劉德軍等[14]調(diào)研了鋼管混凝土支架承載性能的研究歷程，并表明了鋼管混凝土支架在復(fù)雜困難巷道中支護的有效性；王軍等[15]將鋼管混凝土組合支架應(yīng)用在深井軟巖巷道中的交岔點控制中，有效控制了膨脹性軟巖巷道交岔點的大變形問題。除此之外，張農(nóng)等[16]提出了較易施工的噴涂柔模技術(shù)，能夠?qū)ο锏绹鷰r及時承載。

在巷道圍巖賦存環(huán)境的復(fù)雜性與斷面形狀多樣性的雙重影響下，巷道圍巖支護方式的選擇就顯得尤為重要。雖然學(xué)者們研究了不同環(huán)境下的巷道支護技術(shù)，也取得了較為成功的實踐結(jié)果。但是對于巷道支護方式的演變規(guī)律，及深部巷道控制技術(shù)方面尚需進一步研究。故通過統(tǒng)計不同類型巷道的埋深、應(yīng)力、強度及支護方式，提出通過應(yīng)力強度比來評價巷道圍巖支護的難易程度，研究了鋼管混凝土支架與錨桿?索的協(xié)同支護機理，進而提出了深部巷道主被動全空間協(xié)同控制技術(shù)，并在深部動壓巷道與軟巖巷道中進行了成功應(yīng)用。研究結(jié)果是等強支護理論及技術(shù)在現(xiàn)場實施方式的一種，可為深部巷道圍巖控制提供一定的指導(dǎo)。

1 煤礦巷道支護方式變化規(guī)律

巷道作為煤礦的生命通道，其穩(wěn)定性對于整個礦井的安全生產(chǎn)至關(guān)重要。但由于巷道圍巖賦存環(huán)境的多樣性和復(fù)雜性，使得巷道支護方式也呈現(xiàn)出多變性，且支護方式也在隨巷道圍壓賦存環(huán)境的改變在不斷改變。故統(tǒng)計分析了不同類型巷道的埋深H、最大地應(yīng)力σmax、圍巖峰值強度σp以及對應(yīng)的支護方式，并定義巷道圍巖最大地應(yīng)力σmax與巖石峰值強度σp的比值為k，將其稱為巷道圍巖的應(yīng)力強度比，具體統(tǒng)計結(jié)果見表1。由表1 可知，巷道類型大體可分為深井巷道、采動巷道、高應(yīng)力巷道、軟巖巷道、破碎巷道、沖擊地壓巷道等。

表1 煤礦巷道支護方式統(tǒng)計Table 1 Statistics of support methods in coal mine roadway

此外，分別做巷道圍巖最大地應(yīng)力、抗壓強度、應(yīng)力強度比與埋深的關(guān)系圖。根據(jù)圖1a 和圖1b 可知，巷道圍巖最大主應(yīng)力與抗壓強度均隨埋深增加表現(xiàn)出逐漸遞增。但相對來說，巷道圍巖最大地應(yīng)力的遞增趨勢更趨近于線性，而抗壓強度則在逐漸遞增的趨勢上，出現(xiàn)較多離散點，這表明巷道圍巖抗壓強度受環(huán)境的影響更大。比如構(gòu)造的存在、巖石含水性、溫度的變化等均會影響巖石的抗壓強度。但最大地應(yīng)力與抗壓強度都不能決定巷道圍巖支護方式的選擇，真正決定其支護方式的是巷道圍巖的應(yīng)力強度比。具體地，應(yīng)力強度比越大，巷道圍巖破壞的可能性或破壞程度越大，從而修復(fù)巷道圍巖的難度越大，需要外部提供的支護阻力越大。如圖1c所示，當應(yīng)力強度比小于1.0 時，使用普通錨桿?索、U 型鋼和注漿中的一種或幾種聯(lián)合支護就可以將巷道圍巖控制地較好；而當應(yīng)力強度比位于1.0～2.0 時，則需要高強預(yù)應(yīng)力錨桿?索、恒阻大變形錨桿?索、U 型鋼、注漿、卸壓等支護方式中的一種或幾種聯(lián)合去進行巷道圍巖的控制。相對地，在應(yīng)力強度比大于2.0 時，巷道埋深也基本位于800 m 以深，這表明埋深也可以從一定程度上反映巷道支護的難易程度。總體來說，巷道支護經(jīng)歷了弱被動支護?主動

圖1 巷道圍巖不同埋深下的支護方式變化情況Fig.1 Change of support methods of rock surrounding roadway under different burial depths

支護?強主動支護?強被動支護等幾個階段，且較好地解決了應(yīng)力強度比低于2.0 時的支護問題。但是，由于我國深部煤炭資源的開采迫在眉睫，當應(yīng)力強度比大于2.0 時，巷道圍巖的支護問題尚沒有較好的解決方法，故提出了主被動全空間協(xié)同控制技術(shù)。

2 主被動協(xié)同控制理念及力學(xué)原理

在深部開采的大勢所趨下，提出了主被動全空間協(xié)同控制技術(shù)，分別對主被動全空間協(xié)同控制理念及力學(xué)原理進行分析。

2.1 主被動全空間協(xié)同控制理念

巷道開挖后，由于巷道圍巖所處環(huán)境的復(fù)雜性（內(nèi)因）以及斷面形狀的多樣性（外因），將會導(dǎo)致巷道圍巖內(nèi)部應(yīng)力場重分布，且呈現(xiàn)出不同形狀的塑性區(qū)。為把形狀各異的應(yīng)力場近似調(diào)整為巷道未開挖時的應(yīng)力狀態(tài)，則需要根據(jù)巷道圍巖環(huán)境和斷面形狀采取不同的支護措施，調(diào)控其應(yīng)力場恢復(fù)至與地應(yīng)力相匹配的等效應(yīng)力狀態(tài)，從而實現(xiàn)等強支護[56]。對于圓形巷道（圖2a），可以采取注漿和錨桿?索的主動支護方式，以及具有高支護阻力的U 型鋼或鋼管混凝土支架進行被動支護；而對于矩形（圖2b）與直墻半圓拱形（圖2c）等塑性區(qū)存在尖角的巷道斷面，則需要在應(yīng)力集中區(qū)使用鉆孔卸壓或其他主動卸壓方式對巷道圍巖應(yīng)力場進行調(diào)整，隨后運用注漿與錨桿?索對巷道圍巖進行修復(fù)，并使用鋼管混凝土支架抑制巷道變形。

圖2 主被動全空間協(xié)同支護理念示意Fig.2 Schematic of active-passive full-space cooperative support concept

總體來說，主被動全空間協(xié)同控制技術(shù)的理念為使用卸壓、注漿、錨桿?索等主動支護方式修復(fù)巷道圍巖，使其盡量恢復(fù)承載能力，形成主動支護體；并運用具有高支護阻力的鋼管混凝土支架抑制巷道變形，發(fā)揮其支撐能力，去協(xié)助或調(diào)動巷道圍巖的承載能力，構(gòu)成被動支撐圈。主動支護體與被動支撐圈的協(xié)同性主要體現(xiàn)在2 個方面，首先，主動支護是修復(fù)破損的巷道圍巖，被動支護是抵抗巷道圍巖的大變形，主被動在荷載分配上協(xié)同作用，讓巷道圍巖充分發(fā)揮其自承載能力；其次，主動支護作用在圍巖內(nèi)部，抑制其發(fā)生進一步的變形，被動支護則是作用在巷道圍巖表面，抵抗巷道圍巖表面的大變形，主被動支護從圍巖內(nèi)外協(xié)同控制巷道大變形，保證巷道圍巖變形協(xié)調(diào)。最終主動支護體與被動支撐圈對巷道圍巖進行全空間協(xié)同控制，但具體采取哪種支護方式還是需要根據(jù)巷道所處地質(zhì)環(huán)境進行特定的選擇。

2.2 主被動全空間協(xié)同支護力學(xué)原理

為進一步分析主被動全空間協(xié)同支護，下面使用莫爾圓對其力學(xué)原理進行分析。如圖3 所示，巷道未開挖時，最大主應(yīng)力σ1與最小主應(yīng)力σ3相差無幾，莫爾圓較小，且巷道圍巖狀態(tài)較好，Mohr Coulomb 包絡(luò)線位于莫爾圓之外，此時巷道圍巖處于穩(wěn)定狀態(tài)。巷道一旦開挖，會出現(xiàn)徑向應(yīng)力降低，環(huán)向應(yīng)力升高的開挖效應(yīng)，此時巷道圍巖表面的σ3降為0，而σ1要遠高于未開挖狀態(tài)時的σ1。與此同時，巷道圍巖內(nèi)部出現(xiàn)不規(guī)則裂隙網(wǎng)，此時的Mohr Coulomb 包絡(luò)線與莫爾圓相割，巷道圍巖處于極不穩(wěn)定狀態(tài)。主被動全空間協(xié)同控制技術(shù)首先通過卸壓、注漿與打設(shè)錨桿?索改善修復(fù)巷道圍巖，使其恢復(fù)部分承載能力，形成主動支護體，從而降低σ1，且改善巷道圍巖的粘聚力與摩擦角，增大Mohr Coulomb 包絡(luò)線；同時使用U 型鋼或鋼管混凝土支架對巷道圍巖進行被動支護，構(gòu)成被動支撐圈，達到升高σ3的目的。最終莫爾圓遠離Mohr Coulomb 包絡(luò)線，巷道圍巖處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)，這就是主被動全空間協(xié)同控制技術(shù)最終想要實現(xiàn)的穩(wěn)定安全狀態(tài)。

圖3 主被動全空間協(xié)同支護力學(xué)原理Fig.3 Mechanical principle of active-passive full-space cooperative support

將鋼管混凝土支架看作是均勻連續(xù)的曲線梁，且忽略套管的影響以及鋼管混凝土支架的重量，將其看作線彈性材料。開展對鋼管混凝土支架與錨桿?索協(xié)同支護的力學(xué)分析[57]。如圖4 所示，φ為所要計算的截面與豎直軸的夾角，頂拱處為0°；X1和X2分別為拱頂處的彎矩和軸力；σV和σH為作用在鋼管混凝土支架上的豎向地應(yīng)力和水平地應(yīng)力；f為錨桿?索對鋼管混凝土支架的作用力。則力法方程如式（1）所示。

圖4 鋼管混凝土支架與錨桿?索協(xié)同支護力學(xué)計算模型Fig.4 Mechanical calculation model of concrete filled steel tube support and bolt-cable cooperative support

式中：δ11，δ22，δ12和δ21為柔性系數(shù)；δij為j方向單位力引起的i方向的位移；Δ1p和Δ2p為外力σV和σH分別在X1和X2方向的位移。

令X1=1，X2=1，令δ12=δ21求出剛臂長度，各個柔性系數(shù)可得：

將式（2）?式（6）代入式（1），可得出X1和X2表達式如下：

則φ截面處的內(nèi)力可得：

其中，Mφ，Nφ和Qφ為φ截面處總的彎矩，軸力和剪力；MP，NP和QP分別為外力σV和σH，f作用下在φ截面處產(chǎn)生的彎矩、軸力和剪力。MP，NP和QP如式（10）?式（12）所示。

結(jié)合式（7）?式（12），可得Mφ，Nφ，和Qφ的表達式如式（13）?式（15）所示。

分別取R=2.5 m、σV=20 000 kPa 和f= 0、50、100、150 和200 kN 代入式（13）?式（15），則可得到鋼管混凝土支架中的內(nèi)力。如圖5a 和圖6a 所示，當側(cè)壓力系數(shù)為0.5 時，鋼管混凝土支架中的彎矩隨著f的增加而逐漸增加，而當側(cè)壓力系數(shù)為1.5 時，鋼管混凝土支架的彎矩隨著f的增加逐漸減小。此外，打設(shè)錨桿?索后，鋼管混凝土支架的軸力較鋼管混凝土支架單獨支護時有所減小（圖5b 和6b）。值得注意的是，鋼管混凝土支架兩端的軸力隨著f的增加而減小，這對抗拉性能較差的核心混凝土極為有利。與此同時，當側(cè)壓力系數(shù)為0.5 時，鋼管混凝土支架中的剪切力隨著f增加而逐漸增加（圖5c），而當側(cè)壓力系數(shù)為1.5 時，鋼管混凝土支架的中剪切力隨著f增加而逐漸減?。▓D6c）。在鋼管混凝土支架的中間部分，剪力發(fā)生了由外部集中力f引起的突然變化（圖5c 和6c）。上述分析表明，打設(shè)錨桿?索后，不僅可以降低鋼管混凝土支架中的彎矩和剪力以保護鋼管，還可以降低鋼管混凝土支架的軸力以保護抗拉性能較差的核心混凝土，這保證了鋼管混凝土支架的高支護阻力。但由于深部巷道地應(yīng)力較高，普通錨桿?索對于鋼管混凝土支架內(nèi)力的改善程度有限，可通過使用高強預(yù)應(yīng)力錨桿?索提高對鋼管混凝土支架內(nèi)力的改善程度，且錨桿?索的具體打設(shè)位置要根據(jù)地應(yīng)力條件進行分析。

圖5 側(cè)壓力系數(shù)為0.5 時鋼管混凝土支架內(nèi)力分析Fig.5 Internal force analysis of concrete-filled steel tube support when lateral pressure coefficient is 0.5

圖6 側(cè)壓力系數(shù)為1.5 時鋼管混凝土支架內(nèi)力分析Fig.6 Internal force analysis of concrete-filled steel tube support when lateral pressure coefficient is 1.5

3 深部巷道主被動全空間協(xié)同控制技術(shù)

圖7 為深部巷道主被動全空間協(xié)同控制技術(shù)的流程。其主要包括巷道圍巖結(jié)構(gòu)精細識別、巷道圍巖力學(xué)參數(shù)測試及巷道圍巖主被動協(xié)同控制3 個步驟。首先，由于巷道圍巖環(huán)境復(fù)雜，時常內(nèi)部含有斷層、層理、節(jié)理等構(gòu)造，所以需要對巷道圍巖進行徑向與軸向的全方位探測，旨在對巷道圍巖結(jié)構(gòu)進行精細化識別，為支護方案的設(shè)計提供指導(dǎo)。然后，對巷道圍巖進行采樣，開展單軸和三軸壓縮力學(xué)試驗，從而得到巷道圍巖的基本力學(xué)參數(shù)。最后，在將巷道圍巖地質(zhì)條件及力學(xué)參數(shù)精細識別后，使用納米黏土材料注漿、開槽卸壓和錨桿?索等主動支護方式讓巷道圍巖形成主動支護體，恢復(fù)其部分承載能力；與此同時，使用支護阻力高、承載性能強的鋼管混凝土支架對巷道圍巖進行被動支護，構(gòu)成被動支撐圈，進而協(xié)助或調(diào)動巷道圍巖發(fā)揮承載能力。主動支護體和被動支撐圈協(xié)同發(fā)揮作用，使得巷道圍巖與支護體形成整體承載結(jié)構(gòu)，共同控制巷道圍巖的大變形。

圖7 深部巷道主被動全空間協(xié)同控制技術(shù)流程Fig.7 Flow of active-passive full-space collaborative control technology for deep roadway

4 主被動全空間協(xié)同控制工程應(yīng)用

主被動全空間協(xié)同控制技術(shù)已在多個礦區(qū)及現(xiàn)場進行了成功應(yīng)用，解決了深部巷道“多次返修，多次失效”的支護難題，現(xiàn)在主被動協(xié)同控制技術(shù)現(xiàn)場施工工藝的基礎(chǔ)上，選取2 個典型工程案例進行分析。

4.1 主被動全空間協(xié)同控制技術(shù)施工工藝

主被動全空間協(xié)同控制技術(shù)的核心是充分發(fā)揮巷道圍巖的自承載能力和鋼管混凝土支架的支撐能力，如圖8 所示，其主要施工工藝包括安裝鋼管混凝土支架的反底拱段和兩幫段，安裝完套管后緊接著安裝鋼管混凝土支架的頂弧段，至此單個鋼管混凝土支架的安裝已完成，然后再使用連接桿將2 個鋼管混凝土支架連接起來，防止其軸向方向的傾倒。為使得鋼管混凝土支架對巷道圍巖由線支護變?yōu)槊嬷ёo，并減弱動壓對鋼管混凝土支架的影響，在鋼管混凝土支架與圍巖之間充填壁厚材料。整體安裝完成后，通過鋼管混凝土支架上的注漿口注射混凝土，并檢測其密實度。最后，將錨桿?索通過半圓形環(huán)扣裝置的翼緣孔打設(shè)進入巷道圍巖，該裝置可以將錨桿?索與鋼管混凝土支架連接為一個整體，共同承載巷道變形。

圖8 鋼管混凝土支架+錨索主被動協(xié)同控制技術(shù)施工工藝流程Fig.8 Construction process flow of active-passive cooperative control technology for concrete-filled steel tube support and cable

4.2 深部動壓巷道主被動協(xié)同控制

選取晉城胡底煤礦的1101 輔助運輸大巷進行主被動全空間協(xié)同控制技術(shù)的應(yīng)用，埋深約為800 m，頂?shù)装寰鶠槟鄮r，最大主應(yīng)力為21.6 MPa。1101 大巷鄰近多個工作面，工作面回采對其造成了極大的動壓影響。在原支護方式下，巷道頂板向中間擠壓變形，兩幫和底板鼓出嚴重，最大變形量達到1 200 mm，巷道斷面整體收縮變形較大，嚴重影響了巷道穩(wěn)定和工作面回采進度。經(jīng)過多次返修之后，巷道大變形狀況無法得到有效控制。在進行了現(xiàn)場勘測、室內(nèi)試驗和數(shù)值模擬后，最終確定了以鋼管混凝土支架為核心的主被動全空間協(xié)同支護方案。鋼管混凝土支架的型號為?194 × 10 mm，內(nèi)部注入C30 混凝土，錨索直徑為17.8 mm，長度為7 500 mm，使用C20 混凝土進行厚度200 mm 的噴漿，具體支護示意如圖9 所示。

圖9 胡底煤礦主被動全空間協(xié)同控制方案Fig.9 Active-passive full-space cooperative control scheme of Hudi Coal Mine

對胡底煤礦主被動全空間協(xié)同控制方案支護段進行了變形量監(jiān)測，如圖10a 所示。經(jīng)過200 d 的現(xiàn)場觀測發(fā)現(xiàn)，巷道兩幫收斂量穩(wěn)定在50～52 mm，頂?shù)装迨諗苛糠€(wěn)定在25～26 mm。除此之外，胡底煤礦1101 大巷的最終控制效果如圖10b 所示，可以看出，較原支護方案，巷道圍巖在主被動協(xié)同控制下整體并沒有出現(xiàn)較大變形。上述結(jié)果表明胡底煤礦的1101 大巷在主被動全空間協(xié)同支護方式的控制下，整體控制效果較好，保證了巷道穩(wěn)定和整個礦井的安全生產(chǎn)。

圖10 胡底煤礦主被動全空間協(xié)同變形監(jiān)測及控制效果Fig.10 Active-passive full-space collaborative deformation monitoring and control effect of Hudi Coal Mine

4.3 深部軟巖巷道主被動協(xié)同控制

陽泉新元煤礦的冀家垴風井車場巷道是進風立井與輔運大巷的關(guān)鍵樞紐，埋深約506 m，頂?shù)装寰鶠楹谏鄮r，黏土礦物含量達到52.2%，遇水極易膨脹軟化，且受到周邊其它巷道的多次擾動影響。在原“U 型鋼+錨索”支護下，U 型鋼側(cè)幫折斷，頂拱彎曲，混凝土噴漿開裂，頂板下沉嚴重，最大下沉量達到約1 100 mm，局部出現(xiàn)空頂。幫部最大變形量達到約350 mm，巷道斷面急劇收縮，整個支護體系失效。在多次返修之下，巷道變形量仍難以控制。經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研、室內(nèi)參數(shù)測試和數(shù)值計算之后，將“鋼管混凝土支架+錨桿?索+噴漿”作為最終的主被動全空間協(xié)同控制方案，其支護示意如圖11 所示。鋼管混凝土支架采用?194 mm× 10 mm，套管為?223 mm ×10 mm，內(nèi)部注射混凝土為C40，錨桿使用?20 mm ×2 000 mm，錨索使用?21.6 mm × 8 200 mm，噴漿材料為C30，厚度為100 mm。

圖11 新元煤礦主被動全空間協(xié)同控制方案Fig.11 Active-passive full-space cooperative control scheme of Xinyuan Coal Mine

在整個主被動全空間協(xié)同控制技術(shù)實施段的開頭和中間選取2 個測站進行變形量監(jiān)測，如圖12a所示，測點1 的兩幫收斂量為25～26 mm，頂?shù)装迨諗苛繛?4～55 mm；測點2 的兩幫收斂量為34～35 mm，頂?shù)装迨諗苛繛?2～43 mm。最終的實際控制效果如圖12b 所示，原支護方式下巷道斷面已不能正常通行，嚴重阻礙了正常生產(chǎn)；而在主被動全空間協(xié)同控制下，巷道整體并未出現(xiàn)較大變形，斷面完整度保持良好，保障了巷道長期穩(wěn)定，以及其他采區(qū)的正常開采。

圖12 新元煤礦主被動全空間協(xié)同變形監(jiān)測及控制效果Fig.12 Active-passive full-space collaborative deformation monitoring and control effect of Xinyuan Coal Mine

5 結(jié) 論

1）煤礦巷道圍巖最大主應(yīng)力與最大抗壓強度與巷道埋深都為正相關(guān)，但決定支護方式的關(guān)鍵因素為應(yīng)力強度比，應(yīng)力強度比越大，巷道圍巖的損傷程度越高，修復(fù)難度越大，需要的支護阻力越大。

2）隨著開采深度的增加，煤礦巷道支護方式經(jīng)歷了弱被動?主動?強主動?強被動，提出了主被動全空間協(xié)同支護方式是未來應(yīng)對千米深井的一種可能支護方式。該技術(shù)的主要思想是首先通過卸壓、注漿、錨桿?索等主動支護方式修復(fù)巷道圍巖，形成主動支護體，使其恢復(fù)部分承載能力；然后使用鋼管混凝土支架等給予巷道圍巖較大的支護阻力，構(gòu)成被動支撐圈，協(xié)助或調(diào)動其發(fā)揮承載能力。

3）主被動全空間協(xié)同控制技術(shù)的實質(zhì)是通過主動支護體與被動支撐圈協(xié)同承載，共同控制巷道變形，最終將巷道應(yīng)力場調(diào)控至與地應(yīng)力相匹配的等效應(yīng)力狀態(tài)，是等強支護理論及技術(shù)在現(xiàn)場實施的一種，已在晉城胡底煤礦、陽泉新元煤礦等多個深部動壓巷道與軟巖巷道中成功應(yīng)用。