数值模拟软件在煤层巷道支护方案决策中的应用.pdf

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1、煤矿现代化2015年第5期总第128期数值模拟软件在煤层巷道支护方案决策中的应用杜强(山西煤销集团炭窑峪煤业公司。山西大同037017)摘要基于经验的煤层底板巷道支护设计方法，达不到理想的支护效果。为提高支护效果，应用FLAC3D数值分析软件计算地下巷道围岩结构的应力应变情况，分析结构稳定性和应力、位移变形情况，选取最优的锚杆和锚网支护方案，确保达到最优的锚固效果，提高支护效率。关键词支护设计；数值模拟；煤层巷道中图分类号：TD353文献标志码：B文章编号：1009—0797(2015)05—0075—03煤层巷道的支护设计方案，在进行决策制定时，失，工作面回风顺槽长期处于复杂应

2、力环境中，回风多数都是凭借以往的支护施工经验，简单制定。这种顺槽矿压显现剧烈。经验带有随意性并且有时盲目，若经验判断错误，将(3)打钻放水对顶板产生了新的附加应力。在打会降低巷道支护效率，影响煤矿正常生产运行，带来钻放水过程中所造成的高压水侧向渗透，不仅软化经济损失。煤层巷道的围岩性质是变化的，支护设计了顶板围岩，而且在顶板围岩中还形成了附加应力，方案的选择，也应随之变化，在支护设计前，采用结从而造成顶板岩梁所承受的载荷增加。合现场实际围岩性质，进行各支护方案的数值模拟，2．2巷道支护及加固的技术对策和措施分析支护效果和变形情况，才能择优选择最佳的巷根据巷道的地质采矿条件及巷道支

3、护技术难点道支护方案。为此在山西煤销集团炭窑峪煤矿81901分析，工作面回风顺槽加固锚索网支护设计中应采工作面顺槽巷道沿煤层底板掘进时，采用了数值模取以下技术对策和措施[3_。拟软件对支护方案进行了优选决策I1】。(1)为改善巷道围岩应力分布情况，对巷道断面形状做调整，直角处做圆弧过渡。1工程概况(2)增加第一次支护的抗压强度，防止支护层和该煤矿井田范围内l9—22号煤层全井田赋存可顶板岩层出现离层现象。采，平均煤层厚度为22．13m，煤层结构较为复杂，含(3)选用参数适合本地质条件的锚索和锚网，增夹矸层数10层左右，均为炭质泥岩、泥岩。底板岩性强锚固效果。砂质泥岩，厚度平均3．

4、90m。伪顶炭质泥岩，直接顶砂(4)动压巷道采取分步联合加固技术措施。由于岩泥岩，厚度平均4．00m。工作面水文地质条件简单，采面工期紧，回风顺槽拟采取采前加固、采后维护，主要充水因素为顶、底板砂岩裂隙水。煤层顶板主要分步治理方法。为细砂岩、粉砂岩，含少量裂隙水，其底板细砂岩及中3回风顺槽加固方案优化数值分析计算砂岩含水较大，有可能通过断层或裂隙进入巷道。因此在遇断层、裂隙发育地带或淋水加大区域，应加强锚索网支护设计是关系到煤巷锚索网支护技术顶板支护。可靠、经济合理的重要保证，目前煤巷锚杆支护设计方法基本上可归结为三类：第一类是工程类比法，包2巷道支护的技术难点和技术对策括应用简

5、单的公式进行计算，常用的有以回采巷道围2．1支护的技术难点岩稳定性分类为基础的设计方法及以围岩松动圈分根据工作面地质采矿条件分析，顺槽巷道支护类的设计法；第二类是理论计算法，有悬吊理论、冒落主要存在以下技术困难『2]。拱理论、组合拱f梁)理论等；第三类是借助数值模拟(1)煤层裂隙发育完善且硬度较大，煤块遗落，进行锚杆支护设计，随着计算机的广泛应用，应用数顶板沙化不稳定，导致巷道初始成型差。顶板裂隙有值模拟计算地下岩石工程结构的应力、应变，分析结淋水现象，导致泥岩膨胀，影响锚固效果，并会修饰构稳定性的方法已得到广泛认可。为了确定回风顺槽锚网和锚杆。加固优化方案，设计采用FLAC3D

6、有限差分软件对(2)回风顺槽将会受到首采面采动超前支承压81901工作面顺槽巷道各支护方案进行数值分析。力和侧向残余支承压力的双重影响，虽然超前支承3．1数值模型的建立压力将会随着首采面向前推进而逐渐减弱直至消以炭窑峪煤矿81901工作面顺槽巷道为对象进·75·