巷道过陷落柱支护方案的优化研究

曹义勇

(西山煤电(集团)有限责任公司 西曲矿，山西 古交 030200)



巷道过陷落柱支护方案的优化研究

曹义勇

(西山煤电(集团)有限责任公司 西曲矿，山西 古交 030200)

西曲矿28308正巷过陷落柱时，由于其附近煤、岩层风化，局部裂隙带发育处风化为黄泥，采取原支护方案时，巷道顶板锚杆失效，底板软化，两帮破碎严重，降低了掘进效率。为此，采用数值模拟与工程类比的方法，对其原支护方案进行了优化设计，缩小棚距为600 mm，通过局部围岩硬化实现帮部喷浆与底板硬化，帮部喷浆厚度为30 mm，底板硬化厚度为150 mm. 现场试验得出，优化后的支护方案有效解决了顶板失效、两帮破碎、底板下陷等问题，为该巷道的高效掘进节省了宝贵的时间。

巷道；陷落柱；数值模拟；变形破坏；棚距；喷浆；底板硬化；支护

陷落柱在我国绝大多数矿井均有分布，古交矿区陷落柱分布十分复杂，大部分陷落柱附近的煤、岩存在不同程度的分化，局部裂隙已发育为黄泥，黄泥带的存在，使得局部围岩软化，如何控制此类巷道的围岩变形是国内学者研究的重点之一[1-2]. 我国学者结合软岩巷道围岩变形控制的理论计算、数值模拟[3-6]以及现场观测等手段建立了一些分析模型，如圆形厚壁桶模型、椭圆形截而模型以及流固藕合动力学模型等，分析了陷落柱的形成机理，给出了陷落柱局部风化为黄泥后的围岩控制依据。很多情况下，为了提高掘进效率，减少工作面翻修次数，过陷落柱时，由于陷落柱周围塑性区的分布复杂多变，陷落柱内岩体松散复杂以及工作面采动应力的叠加，给工作面的安全生产造成很大的影响，这就有可能造成原支护方案不合理，进而产生围岩变形与破坏问题。……