1301 工作面辅运顺槽围岩变形特征及支护效果模拟

李海洋

（山西兰花科创玉溪煤矿有限责任公司，山西 晋城 048214）

随着矿压显现强烈，煤矿巷道支护面临严峻的挑战[1]。锚杆支护是巷道支护技术中最为经济、有效的支护技术[2]。针对玉溪煤矿1301 工作面巷道稳定性与围岩控制方面进行模拟研究分析，研究结果可以为相似矿井的围岩控制提供借鉴依据和参考价值。

1 概况

玉溪煤矿隶属于山西兰花科创集团，位于山西省晋城市沁水煤田南部，划分为2 个盘区，首采工作面为1301 工作面[3]。

1301 工作面位于井田南部，东西走向布置，所回采的3#煤层采用大采高工艺采掘[4]。3#煤层位于山西组下部，为缓倾斜煤层，倾角小于8°，埋深超过500 m，厚度5.1～7.2 m，平均5.85 m。1301 工作面辅助运输顺槽掘进过程中共揭露3 条褶曲，褶曲轴部地应力明显增加，层理发育较明显，需要制定合理有效的支护方案进行巷道围岩控制。

2 数值模拟

2.1 物理模型

为准确建立1301 工作面辅运顺槽在支护前围岩变形破坏特征的物理模型，运用FLAC 4.0 软件进行分析。FLAC 4.0 的运算机理是采用显式有限差分法，利用各节点位移的连续性对机体进行非线性变形分析。根据1301 工作面辅运顺槽的地质条件及巷道特征，选择40 m×30 m 的有效范围进行网格划分，网格单元共计20 711 个（长宽尺寸为149×139）。

边界条件设置：模型上部（即巷道顶部）边界设定为应力边界条件（Stress Boundary Condition）；左右侧（即巷道两帮）边界设定为水平位移约束边界；下部（即巷道底部）边界设为垂直位移约束边界。1301 工作面辅助运输顺槽物理模型如图1。

图1 1301 工作面辅助运输顺槽物理模型图