采动影响下巷道支护参数的模拟分析及应用

张志军

（潞安集团潞宁煤业有限责任公司，山西 宁武 036700）

1 工程概况

潞宁煤业公司侏2#煤层二四采区位于矿田西南部，地面为中低山区，24102 工作面位于井田西南部的二四采区，是二四采区第一个工作面，上部、下部均为未采动区域，西部为矿井边界（未采动部分），东部为二四采区三条下山。

煤质以气煤，亮煤为主，具有金属—玻璃光泽，坚硬、性脆，局部煤质松软、破碎，煤层硬度为3.5，倾角3°～7°，24102 工作面平均走向长度为1 855 m，倾向长236 m，可采段煤层厚度3.8 m，预计可采储量约2.462 08 Mt。煤层顶底板岩性及厚度特征见表1。潞宁煤业公司二四采区为二二采区的接替采区。二二采区采煤工作面常引起对应巷段的大巷围岩出现明显的失稳现象，花费大量的时间和资金去维护、返修。为避免在二四采区生产期间出现类似情况，本文以二四采区辅运大巷为背景展开研究。

表1 顶底板岩性特征

2 建立三维数值模型

参考邻近的二二采区大巷围岩破坏情况，巷道变形主要出现在对应位置两翼工作面末采期间，由此可知，采煤工作面采动影响是大巷失稳变形的重要因素。为得到能够抵御采煤工作面超前支承压力影响的大巷支护方案，采用FLAC3D数值软件进行模拟研究[1]，对采煤工作面采动影响下大巷的支护参数进行优化。根据二四采区的地质条件，并结合24102 首采工作面的开采技术条件，建立沿煤层倾向的计算模型，模型边界条件及模拟方案见图1。工作面沿模型X轴正方向推进，大巷位于工作面推进方向的前方，工作面采高为3.8 m，大巷宽度为5.0 m，高度为3.6 m，模型底部及四周边界设置位移约束，顶面施加5.8 MPa 的垂直应力。……