张成文 吕 坤 贺瑞彬 田向阳 武飞岐（中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院,北京市海淀区,100083）



复杂顶板条件下巷道合理支护参数研究

张成文 吕 坤 贺瑞彬 田向阳 武飞岐
（中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院,北京市海淀区,100083）

摘要葛泉矿1192工作面巷道顶板包含8＃和9＃两层煤及夹矸,顶板条件复杂多变,巷道支护参数的设计和稳定性存在难题。通过FLAC3D数值模拟软件分析了薄顶煤型和厚顶煤型两类顶板结构巷道围岩塑性区分布特征,当顶板由薄顶煤型变为厚顶煤型时,顶板围岩破坏深度随之增大,两帮和底板的破坏深度不变,顶板破坏深度最大值2.5 m,帮破坏深度最大值2 m。结合塑性区特征和悬吊理论提出合理支护参数,结果表明煤帮松动圈范围0.6～0.7 m,顶板和两帮位移量60～80 mm,巷道变形量小,基本能够维持稳定。

关键词复杂顶板 数值模拟 围岩塑性区 支护参数

1　工程背景

葛泉煤矿1192工作面位于西翼运输大巷上方,走向长度75 m,倾斜长约410 m,工作面沿倾向推进。主采9＃煤层,埋深170～260 m,煤层厚度4～6 m,煤层倾角8°～17°。1192工作面上覆8＃煤层和9＃煤层,回采巷道顶板包含8＃和9＃两煤层及夹矸,总厚度在5～12 m之间,为复合顶板,顶板条件复杂多变。1192工作面拟采用综采放顶煤技术开采,回采巷道沿9＃煤层底板掘进。回采巷道两侧为未受采动的实体煤,巷道断面设计为矩形断面,断面尺寸为3.5 m×2.6 m（宽×高）。

2　地质力学评估

（1）地应力估算。根据1192工作面附近钻孔可知,9＃煤层的埋深在170～260 m之间,岩石平均容重2500 kg/m3,巷道的垂直应力可估算为4.25～6.5 MPa,本文选择垂直应力6.5 MPa进行计算。……