三种支护方式支护效果的模拟对比分析.pdfVIP

煤矿现代化 2014年第l期 总第118期 三种支护方式支护效果的模拟对比分析 张 应 (煤炭工业郑州设计研究院股份有限公司，河南郑州 450007) 摘 要 河南某矿2145底抽巷在 已经产生明显变形的情况下，巷道仍然有进一步恶化的趋势，为了 选择合理的支护方式，更好的保持巷道的整体稳定性，本文采用FLAC3D数值模拟软件对锚杆支护、 锚杆一锚索联合支护和全断面短锚索支护在支护强度基本一致的情况下进行对比分析。结果表明：采 用全断面短锚索支护对巷道围岩的变形和塑性区的控制效果优于其他两种支护，可以满足生产需要； 且锚索受力比较稳定，说明锚索很好的控制 了围岩的变形，确保 了巷道的整体稳定性 。 关键词 锚杆支护；锚杆一锚索协调支护；全断面短锚索支护；对比分析 中图分类号：TD353 文献标志码 ：B 文章编号：1009—0797(2014)01—0097—04 破坏。目前，顶底板总移近量约为200mm，两帮总移 1 矿井概况 近量约为250mm，由此可以预计到2145工作面回采 河南某矿主采二叠系山西组二 煤层，二 煤厚 将会给底抽巷带来更为严重的变形失稳破坏。 1．4817．53m，平均厚度 7．84m，煤层结构简单 ，一般 现分别对锚杆支护、锚杆 一锚索协调支护与全 含有一层较稳定矸石 ，有些部位含有 2-3层，夹矸多 断面短锚索支护进行数值模拟对比分析，以期选择 为炭质泥岩。二 煤为全区可采的较稳定型厚煤层， 出最佳的支护方式。 煤层赋存标高+60—一850m，埋深80—1050m。 2 锚杆支护、锚杆 一锚索协调支护与全断面 2145工作面东 300m为 一600m北大巷 、西为 短锚索支护的模拟对比分析 2143工作面和三水平辅助回风巷、南90m、130m分 别为三水平皮带暗斜井、三水平轨道暗斜井，北为 2．1 模型、边界条件的确定及测线的布置 214采区皮带下山，214采区专用回风巷 ，三水平回 选取2145底抽巷为研究对象 ，巷道断面为直墙 风暗斜井，如图1所示。 半圆拱 ，跨度 3．6m，中高 3．4m，底板依次为细砂岩、 砂质泥岩，顶板依次为砂质泥岩、炭质泥岩、二 煤和 中砂岩。使用 FLAC3D建立模型，模型范围300m× 52．2m ×30m 。 根据模型的实际赋存条件，巷道埋深530m，即 在模型上边界设为应力边界，大小为上覆岩层重量 ， 水平应力按照侧压系数 =l计算 ，模型水平设为水 平位移约束 ，下边界设为垂直位移约束 ，采用摩尔一 库伦强度本构模型进行模拟。在x=O，y=0处各布置 图 1 矿井平面图 一 条测线(如图2)，监测围岩 内的位移及应力情况。 2145底抽巷于2007年掘进并支护完毕，一直保 持稳定，支护状况 良好。2011年为缓和矿井的采掘关 系，保证矿井的正常生产，开始布置2145工作面，首 先开始掘进2145