数值模拟在巷道支护优化设计中的应用

荆 琪，贾 超

（黄陵矿业公司一号煤矿，陕西 延安 727300）

巷道围岩控制是影响煤矿生产的关键技术问题之一。随着煤炭开采范围增加、环境恶化、采动影响等因素使巷道围岩产生大变形、破坏，严重影响了煤炭资源的安全、高效开采。若支护选择和设计没有科学依据，可能达不到理想的支护效果，巷道围岩将产生局部变形并导致破坏失稳，也可能造成支护材料浪费，单进水平低。

国内外对锚杆支护有大量的研究，但是由于锚杆支护的对象—不同煤（岩）层巷道周边的工程岩体，其所固有的非均质性、非连续性、各向异性以及采掘过程的复杂性等，使得锚杆支护设计没有统一的标准模式。许多锚杆支护设计都是按经验或工程类比法来完成的。这对于不同煤层赋存条件和开采技术条件变化极大的煤系地层而言，显然是不够科学的［1］。

1 工程概况

黄陵一号煤矿1008 进风顺槽位于十盘区中部，东接北一进风大巷，西邻六盘区。顶板为粉砂岩，底板为泥岩，为半煤岩巷道，在掘进期间整体稳定性较好，但底板局部破碎、顺槽中部顶板部分破碎，巷道帮部下侧破碎较为严重。

以1008 进风顺槽为工程背景，拟采用数值模拟分析手段，达到优化巷道支护设计方案，以期能为我矿顺槽支护方式提供指导意见。

2 模拟条件

采用FLAC3D数值模拟软件，对模型施加摩尔库伦本构关系，计算模型尺寸为55 m×4 m×44 m。由于本研究主要针对掘进期间巷道变形特征情况，一般地，巷道塑性变形破坏的主要影响范围为3～5 倍的巷道尺寸；……