微山湖底深部煤巷锚网支护模拟研究

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1、微山湖底深部煤巷锚网支护模拟研究李国恩1，2，刘宁宁1，李明2，苏保平2，朱思超2(1．中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州221116;2．岱庄生建煤矿湖西矿井，山东鱼台272341)摘要:为了掌握微山湖底深部煤巷围岩应力场分布及变形破坏规律，结合典型工程地质条件，采用FLAC3D数值模拟研究了矩形和梯形断面在不同锚网支护方案时围岩应力分布特征和变形特点，模拟结果表明:巷道顶板塑性破坏范围较小，破坏形式以拉伸破坏为主，顶板变形量不大;两帮破坏范围较大，破坏形式既有拉伸破坏又有剪切破坏，变形量约为顶板变形量的2倍。根据模拟结果选取最优方案进行了工业性试验，矿压观测结果表明支护方案有效

2、控制了围岩稳定。关键词:锚网;煤巷;支护;数值模拟中图分类号:TD353+．6文献标志码:A文章编号:1003－496X(2011)12－0015－04SimulationResearchofDeepCoalRoadwayBolt－meshSupportParametersunderWeishanLakeLIGuo－en1，2，LIUNing－ning1，LIMing2，SUBao－ping2，ZHUSi－chao2(1．SchoolofMining，ChinaUniversityofMining＆Technology，Xuzhou221116，China;2．DaizhuangP

3、roducingandBuildingCoalMine，HuxiCoalMine，Yutai272341，China)Abstract:InordertoknowthestressdistributionandfailurerulesofsurroundingrockindeepcoalroadwaysunderWeishanLake，stressdistributioncharacteristicsanddeformationfeaturesofsurroundingrockwereresearchedcombinedwithtypicalgeologicalcondi-tion

4、sindifferentbolt－meshsupportschemeswithrectangularandtrapezoidsectionusingFLAC3Dnumericalsimulation．Theresultsshowedtheroofplasticfailurezonewassmallandpredominatedbytensilefailure，andtheroofdeformationwasslightly;therib＇sfailurezonewaslargerandwithbothtensileandshearfailure，andtherib＇sdeforma

5、tionwastwotimesoftheroof．Thebestschemewaschosentobeconductedindustrialtest，theresultofminepressureobservationshowedthatthechosenschemeofsupporthadcontrolledthesta-bilityofsurroundingrockeffectively．Keywords:bolt－mesh;coalroadway;support;numericalsimulation地质条件锚网支护数值模拟12湖西矿井位于山东滕县煤田的西北部。井田分成湖区和

6、陆地2部分，矿井开采范围位于湖区。煤层赋存稳定，倾角平缓，一般5°～10°，矿井设2个水平开拓，第一水平标高为－750m。3上煤层直接顶以粉砂岩、泥岩为主，厚0．52～10．50m;中粒砂岩、细粒砂岩次之，厚3．70～16．50m，含少量泥岩、粉砂岩伪顶，厚0．20～0．50m，为中等稳定岩性顶板。直接底以粉砂岩为主，厚0．66～11．14m，细粒砂岩、泥岩次之，厚0．75～24．00m，含少量炭质泥岩、粘土岩、泥岩伪底，厚0．10～0．50m，为中等坚固底板。3上煤层属于下二叠统山西组的煤层，最大厚度7．00m，平均煤厚3．66m。2．1模拟方案拟采用矩形和梯形两种巷道断面形状，

7、针对每种断面形状分别提出了6种不同参数的巷道支护方案。各方案的区别在于锚杆长度、锚杆间排距以及锚索布置形式。巷道断面为矩形时，尺寸为宽4．5m，高4．0m。当巷道断面为梯形时，尺寸为下底宽4．5m，上底宽4．0m，高4．0m。根据锚杆、锚索布置参数的不同共分为6种支护方案，具体支护参数见表1。利用FLAC3D软件对提出的两类巷道断面12种巷道支护方案进行数值模拟分析，以期从中选出效果最好的方案。试验·研究(第42卷第12期)·16·表1巷道支护方案与参数从表2可以看出