新元矿3107工作面充填留巷支护技术探讨

王 云

（山西新元煤炭有限责任公司，山西 寿阳 045400）

1 工程概况

山西阳煤集团新元矿3107工作面距离地表470 m，工作面开采3#煤层，煤层均厚为3 m。煤层直接顶为砂质泥岩，均厚为8.0 m，基本顶岩层为中砂岩，均厚为5.1 m；直接底岩层为中细砂岩，均厚为4.0 m；基本底岩层为砂质泥岩，均厚为10.2 m。3107工作面采用综采工艺，在工作面回采期间进行沿空留巷作业，该巷道为辅助进风巷，留巷后用作3108工作面的运输巷使用，具体布置方式见图1。

图1 3107工作面沿空留巷

为确定沿空留巷合理的支护方式、参数，本文拟对留巷巷道支护有关技术进行详细探讨。

2 数值模拟分析

沿空留巷时，充填体必须有充足的支撑强度和一定可缩量。为合理设计3107工作面沿空留巷作业时巷旁充填体的合理宽度，采用FLAC3D数值模拟软件进行模拟分析，数值模型尺寸为280 m×20 m×31.81 m，将X轴定为倾向，Y轴为走向，Z轴为竖向，数值模拟分为以下几步进行：①模型建立完成后运算至初始地应力平衡； ②初始地应力平衡后，进行3107工作面回采巷道的开挖与支护作业，运算至平衡状态； ③进行3213工作面的回采作业和巷旁充填体的浇筑作业，分别设置充填体宽度为0.8 m、1.0 m、1.2 m、1.5 m和2 m，充填体采用高水材料，充填材料水灰比为1.5:1，单轴抗压强度为10.36 MPa。

基于模拟结果，得出不同充填体宽度下留巷围岩塑性区发育情况见图2。

从图2可知，不同充填体宽度下留巷围岩塑性区的分布特征基本不出现变化，充填体均表现为塑性破坏。出现这种现象的主要原因为模拟中进行巷旁充填体构筑时，未将柔模混凝土的可缩性能加进充填体的参数中，而在工程实践中，充填体由于具有一定的可缩性能，能够适应破断岩层的回转下沉。……