软岩巷道复杂空间支护设计研究及工程实践

李 峰

（霍州煤电集团有限责任公司山西031400）

关键字：软弱；围岩；复杂；支护；实践

0 前言

辛置煤矿310水平二采区轨道巷末端受特大断面交叉巷道和上覆软弱泥岩影响，巷道空间位置关系和围岩应力分布十分复杂，类似复杂交叉巷道[1-3]经常由于支护不合理造成巷道破坏和反复返修，为了寻求安全经济的支护方案，以该复杂巷道交叉处工程为例对其围岩应力分布特点和支护对策进行研究，并取得了良好的效果，对于解决类似复杂空间巷道支护问题[4,5]提供了实践经验。

1 工程背景

辛置煤矿位于山西省临汾市北缘，始建于1956年，核定生产能力280 万t/a，开拓方式为混合开拓，开采水平有+540 m，+450 m，+310 m 三个，其中310 水平二采区为新准备采区，主采2#煤，煤层围岩顶底板特性见表1。

表1 围岩顶底板岩性特征

二采区轨道巷末端区域内区域巷道多、地理关系复杂，交叉巷道空间位置关系见图1，其中二采区轨道巷道为拱形巷道，掘拱形巷道净高3.9 m，掘进净宽5 m，底板标高＋230 m，距地面高度480 m。

图1 交叉巷道空间关系

2 开挖支护数值模拟

采用摩尔－库仑模型，模型尺寸为30 m×10 m×43 m，模型材料参数见表2。

表2 计算模型中岩层和煤体的力学参数

模拟巷道埋深480 m，上边界施加均布载荷垂直应力11.7 MPa，水平边界xy 两个方向固定，底部边界竖直方向固定。根据原始地质条件、岩层属性和赋存情况，对模型进行相应的岩层布置、节理块体的划分以及施加约束条件，计算模型、巷道模型支护断面分别见图2、图3。

图2 计算模型示意图（m）

图3 二采区轨道巷断面及支护示意图