工作面煤巷支护方案及参数设计

张 飞

（山西西山矿业管理有限公司西坡分公司，山西 太原 030053）

引言

中国的煤炭生产方式主要为井工开采，每年需要发掘大量的巷道，其中巷道发掘近八成的占比为煤巷[1]。煤巷是煤矿生产的重要通道，煤巷的主要作用是便于煤岩体和工程材料的运输、地下通风、行人交通等。煤巷在使用期间的安全性直接影响矿井的建设以及采煤量。但煤巷岩层复杂多变，岩层物理学参数及矿井设计千差万别，使得煤巷支护面临设计条件差异性大、安全性差、支护难度高等问题[2]。为保证煤巷在使用期间的稳定性，国内外大量相关科技工作者对煤巷支护进行研究，形成了相关煤巷支护技术，推动了世界煤炭的发展。

1 6105工作面工程概况

本文所要完成的工作是对某个煤矿的6105工作面的顺槽以及切眼地段进行设计。煤层为近水平煤层，井田宽缓的褶曲为主，整个煤矿没有岩浆活动过的痕迹，切断层较为稀少，总体上有利于回采。如图1所示，为6105工作面巷道的位置[3]。

图1 巷道位置

6105工作面名称及尺寸如表1所示。

表1 巷道名称及尺寸 mm

本文中，6号煤层6105工作面的围岩基本力学参数如表2所示。

表2 6号煤层6105工作面围岩基本力学参数

2 支护数值模拟分析

2.1 6105工作面开切眼模型的建立

本文6号煤层平均厚度取12 m，埋深取150 m。开切眼尺寸为7 500 mm×3 000 mm，将其布置在6号煤层，并且根据相关要求需要留出9 m厚的顶煤。巷道顶板模拟取30 m，底板模拟取9.4 m，巷道两帮各25 m。

2.2 无支护条件下6105开切眼模拟

2.2.1 无支护时围岩塑性破坏范围