安将文

（山西安煤矿业设计工程有限公司，山西 太原 030006）

断层构造影响带下的巷道支护是采矿工程中最难解决的工程技术问题之一，以其大变形、难支护的特点受到普遍关注；同时，随着计算机技术的迅速发展，离散元法等数值模拟方法开始大量用于支护参数的设计，它们在解决非圆形、非均质、复杂边界条件的巷道支护设计方面显示出较大的优越性，能够较精确地模拟材料的塑形流动和破坏，得到了越来越广泛的应用［1-5］.

1 试验地点概况

1.1 断层构造

某矿地质构造复杂，断层十分发育，井田内揭露大小断层近2600条，最高密度可达298条／km2，平均密度为160条／km2.对2号煤层中的断层落差进行统计，结果5m以上的大、中型断层，仅占断层总数的4%，其余96%皆为落差＜5m的小断层，而小断层中，以落差1～3m者居多，占45%以上。这些断层构造致使巷道破坏变形严重影响了矿井安全高效生产。

1.2 工作面布置

试验工作面为2号煤层的2607工作面，黄土覆盖厚度为320m，基岩厚度120m；工作面运输巷与回风巷均沿煤层走向布置，巷道断面形状为矩形，断面尺寸为4.2m×3.0m，工作面顶底板性质见表1.

表1 工作面顶底板性质表

2 支护方案优化设计

2.1 原支护方案

原支护为锚杆支护，采用d22mm×2400mm左旋螺纹钢锚杆配合棱形金属网和托梁进行支护，巷道处于巷道断层构造影响带内，且顶底板以松软泥岩为主，受断层构造应力的影响，围岩比较破碎；2号煤质裂隙也比较发育，松软，锚杆的预紧力不能有效控制周围破碎岩体。由于掘进造成的振动，破碎顶板从锚杆托盘两侧掉落，造成托盘与顶板之间的裂隙，使锚固力降低甚至使锚杆失效。……