李世平 王晓磊

(内蒙古科技大学矿业与煤炭学院)

基于FLAC3D复合顶板煤巷锚杆支护参数优化*

李世平 王晓磊

(内蒙古科技大学矿业与煤炭学院)

针对老石旦煤矿煤层厚度及埋深较大，煤层顶板互层为复合顶板，且层间岩体性质差距较大等特点，采用数值模拟方法对其煤巷顶板支护锚杆间排距进行优化。结果表明：锚杆间排距由0.7 m扩大到0.8 m时，巷道围岩塑性区及表面位移变化不明显，继续扩大到0.9 m时二者变化量增大。结合支护经验，确定锚杆间排距为0.8 m，可获得良好的支护效果。

复合顶板 数值模拟 锚杆支护 间排距

复合顶板巷道在煤矿中分布广泛，是国内外巷道支护的难题之一[1]。煤矿巷道掘进中，锚杆支护为一种主动支护方式，能及时加固围岩并和围岩共同构成承载体[2-4]，提高了围岩自身强度和承载力，支护效果好，强度大，成本低。

老石旦煤矿位于内蒙古自治区乌海市，矿区走向长7.12 km，宽1.7 km，井田面积为9.776 4 km2。16404运输巷位于北三井口西南部，布置于16#煤层中，工作面标高为830～855 m。16#煤层属稳定的中厚煤层，平均厚8.8 m，煤层结构复杂，含3～4层夹矸，走向北西，倾向北东，倾角8°～18°，硬度系数f≤3，煤层层理节理较为发育。

现回风巷已掘进完毕，运输巷北翼段正在掘进中，巷道支护采用工程类比法设计，回风巷锚杆以0.7 m间排距支护来看，支护效果一般，存在支护成本高、掘进工效低、掘进支护接替紧张等不足，对锚杆间排距优化很有必要。

FLAC3D是在分析拉格朗日差分法的基础上编制的一种程序[5-6]，分析原理基本类似于离散元法，能够采用非连续方法对连续介质做出大变形处理分析，特别适用于井下巷道围岩变形支护问题的研究。……