煤矿井下巷道不稳定性分析及控制技术研究

武润生

（山西宁武德盛煤业有限公司，山西 忻州 036700）

引言

巷道稳定性是煤矿井下综采作业的关键，直接关系到井下的综采作业效率和综采作业安全，一旦出现巷道变形、垮塌，不仅影响井下综采作业速度，而且可能会产生严重的人员伤亡问题，造成巨大的人员和经济损失。为了确保综采作业过程中巷道的稳定性，目前主要通过注浆加固、加密支护等方案来提升，但效率不足，无法满足井下快速综采作业的需求，同时在综采面上也是采用交替支护的方案，无法根据综采进度进行跟机支护，对井下综采作业的稳定性和安全性产生了较大的影响。

本文在对巷道不稳定性原因进行简单分析的基础上，提出了一种具有较强通用性的井下锚杆、锚索联合支护结构，在简化支护结构的基础上提升了支护强度，确保了强矿压波动下巷道的稳定性。

1 巷道顶板不稳定性分析

影响井下巷道顶板不稳定的因素很多，主要包括综采作业深度、煤炭硬度、采高、支护强度等方面，为了研究不同因素对巷道不稳定性的影响程度，利用matlab仿真分析软件建立井下煤层模拟块，根据煤层的特性设置煤层的硬度系数为1，其弹性模量为3.69 GPa，工作时的压力取27 kN/m3，对不同综采深度、不同煤炭硬度、不同采高、不同支护强度情况下的巷道顶板稳定性情况进行仿真分析，不同煤炭硬度情况下的仿真分析结果如图1所示[1]。

图1 不同硬度情况下的仿真结果

由仿真分析结果可知，煤层的硬度越大，在矿压作用下煤壁受到的破坏越小，稳定性越高，反之在矿压波动下煤壁的稳定性越差，巷道越容易出现片帮等。……