郭 振,李辰辰

（河南神火集團(tuán)泉店煤礦,河南許昌,461000）

1 工程背景

22采區(qū)回風(fēng)下山擔(dān)負(fù)著泉店煤礦22采區(qū)的回風(fēng)任務(wù)，其圍巖穩(wěn)定性至關(guān)重要。其掘進(jìn)層位布置于二3煤層頂板，距二3頂板垂直距離15.2m，距二1煤層頂板垂直距離20.2m。地面標(biāo)高+114m，井下標(biāo)高，-517.790m～-644.494m。巷道掘進(jìn)層位以細(xì)粒砂巖為主，回風(fēng)下山埋深逐漸增加，圍巖穩(wěn)定性控制難度加大，結(jié)合錨網(wǎng)索支護(hù)快速、主動支護(hù)的優(yōu)點，設(shè)計開掘斷面為直墻半圓拱形，凈寬5000mm，凈高4300mm，掘?qū)?240mm，掘高4420mm，墻高1800mm，噴厚120mm，采用錨網(wǎng)索支護(hù)，錨桿減排距為700×700mm，錨桿長2.4m，桿徑為Φ20mm，錨索為Φ18.9mm、L8000mm的鋼絞線，錨索間排距1400mm×1400mm，錨網(wǎng)索支護(hù)方案設(shè)計如下圖1所示。

2 模型建立

采用FLAC3D數(shù)值模擬軟件構(gòu)建有關(guān)支護(hù)效果的兩種工況對比分析模型，如下圖2所示，分別研究錨網(wǎng)索支護(hù)、無支護(hù)兩種工況下巷道圍巖塑性區(qū)、垂直位移、水平位移。共含單元164500個，模擬巖層層位12層模型長*寬*高為：50m*50m*89.5m，固定x=0m、x=50m、y=0m、y=50m及模型底部邊界，上覆巖層重量采用等效應(yīng)力替代，施加于模型頂部均勻載荷為：15.912MPa。

圖1 錨網(wǎng)索支護(hù)設(shè)計方案

3 錨網(wǎng)索支護(hù)的效果分析

為分析錨網(wǎng)索支護(hù)對回風(fēng)下山圍巖穩(wěn)定性影響，對比分析兩種支護(hù)工況（無支護(hù)、錨網(wǎng)索支護(hù)）的巷道圍巖塑性區(qū)，如下圖3所示。

從上圖可知，兩種工況下巷道圍巖多為塑性剪切破壞，錨網(wǎng)索支護(hù)的巷道圍巖塑性區(qū)整體呈減少趨勢，局部增多，兩幫角的塑性區(qū)最大范圍由無支護(hù)時的9.2m減小到有支護(hù)時的7.5m，在錨索長度8.0m的控制范圍內(nèi)，前者塑性區(qū)范圍明顯小于后者。從圍巖穩(wěn)定性控制的角度分析，回風(fēng)下山在該支護(hù)方案下圍巖穩(wěn)定性控制效果良好。

4 結(jié)論

圖2 兩種支護(hù)工況的對比研究

圖3 不同工況下巷道圍巖塑性區(qū)對比

[1]從塑性區(qū)分析可知，錨網(wǎng)索支護(hù)的巷道圍巖塑性區(qū)整體呈減少趨勢，局部增多，兩幫角的塑性區(qū)最大范圍由無支護(hù)時的9.2m減小到有支護(hù)時的7.5m。

[2]在錨索長度8.0m的控制范圍內(nèi)，錨網(wǎng)索支護(hù)塑性區(qū)范圍明顯小于不支護(hù)，回風(fēng)下山在該支護(hù)方案下圍巖穩(wěn)定性控制效果良好。

[1]王博.大變形巷道錨網(wǎng)索支護(hù)研究與應(yīng)用[D].西安科技大學(xué),2010.

[2]牛多龍,華心祝,陳登紅.深部復(fù)雜頂板條件下回采巷道錨網(wǎng)索支護(hù)技術(shù)[J].中國煤炭,2013,08:56-59.