采空区下大断面运输巷道支护参数优化选择

韩栋栋

（山西忻州神达集团晋保煤业有限公司，山西 保德 036600）

提高巷道稳定性的高效低成本方式之一是锚杆（索）支护。地质构造、锚固剂和岩体黏结性能、锚杆（索）材质、支护参数等因素直接决定了锚固效果，支护设计方案和参数主要以工程经验为主，存在很大的不确定性和盲目性[1]。因此，本文以晋保煤矿采空区下大断面13102 运输顺槽巷道为工程背景，通过分析巷道失稳破坏原因，对大断面巷道的支护参数进一步进行设计优化。

1 工程概况

13102运输巷道位于井田西南部，东部为实体煤，南部为相邻煤矿井田，西部为13101 回风巷，北部为二水平辅运下山，掘进工作面沿13#煤上分层推进。13#煤上分层顶板为砂质泥岩，底板为泥岩、粉砂岩；13102 运输巷道断面为矩形，尺寸为4 m×5.7 m，倾角10°～13°；13#煤上分层距地表的深度为380 m，巷道上方53.8 m存在8#煤采空区；巷道沿13#煤上分层煤层掘进，总工程量1 476 m。巷道顶底板参数见表1。

表1 巷道顶底板物理力学参数

由于13102 运输顺槽巷道上覆采空区，使巷道整体受力不均，在两帮处受不均布载荷产生的弯扭破坏，较上覆无采空区巷道两帮更易发生变形破坏；13102 运输巷道属于大断面巷道（5 700 mm×4 000 mm），顶板下部受弯矩产生的拉应力作用（巷道宽度越大产生的拉应力越大），且巷道宽度较大，更易发生变形破坏；因此，需通过计算优化锚索网支护参数，以提升巷道稳定性。

2 支护分析

当开掘巷道后，顶板呈现固支梁的力学结构[2]。经过一段时间，梁向下弯曲，巷道形成拱状结构，巷道两帮将承受弯扭共同作用，向内弯曲[2]。……