陷落柱内“T”型交叉巷道受力特征数值模拟分析

王永生

(西山煤电集团有限公司 西铭矿，山西 太原 030024)



陷落柱内“T”型交叉巷道受力特征数值模拟分析

王永生

(西山煤电集团有限公司 西铭矿，山西 太原 030024)

以西山煤电集团西铭矿所采的8#煤层为研究对象，通过现场实际取样，采用FLAC3D数值模拟软件进行计算，结果得出：当在陷落柱内布置“T”型交叉巷道时，垂直应力增高区面积增大，应力增高区向围岩深部转移，交叉中心向外2～5 m巷道两帮和顶板破坏深度显著增高，破坏深度达到正常水平的3～4倍。在陷落柱内布置“T”型交叉巷道时，需对交叉点中心范围内2～5 m的围岩进行加强支护，由于其破坏深度显著增加，在采用锚固支护时，为避免锚杆支护失效，应增加巷道支护设计中锚索的使用量。

“T”型交叉巷道；陷落柱；受力特征；数值模拟

陷落柱[1，2]作为一种特殊的地质类型在西铭矿所采的8#煤层中广泛分布，其分布无明显规律，随机性很大。矿井在日常生产过程中所遇到的陷落柱，其平面形状绝大多数为似圆形和椭圆形。西铭矿目前主要开采的8#号煤层节理裂隙发育，煤层结构复杂，平均倾角6°，煤层厚度3.30～4.20 m，平均厚度3.84 m，属稳定可采的厚煤层。由于生产需要，经常遇到在陷落柱内布置的“T”型交叉巷道，巷道交叉角度一般在60°～90°，布置在其中的交叉巷道支护难度大，严重的可导致支护所用锚杆失效，巷道严重变形，无法正常使用。本文拟采用FLAC3D数值模拟计算的方式，以现场实测数据为基础，对陷落柱内的“T”型交叉巷道的受力及变形特征进行分析，为今后的巷道支护提供一定的理论参考。……