李小亮

（阳泉煤业集团股份有限公司二矿，山西 阳泉045000）

1 工程概况

某矿3201回风顺槽布置于矿井井田3号煤层二采区南翼，服务于3201综采工作面，巷道沿3号煤层底板掘进，掘进长度1 053 m，成巷断面为矩形，断面高度为3.9 m，宽度为5.2 m，掘进方式为综合机械化掘进全断面一次成巷。该巷所揭露3号煤层的厚度平均为3.9 m，煤层倾斜角度平均3°，属近水平煤层。3号煤层顶底板赋存较为稳定，赋存特征如表1所示。

表1 煤层顶板赋存特征

采用锚-网-索联合支护的方式对3201回风顺槽进行永久性支护。其中顶板采用Φ18.9 mm×L6 400 mm钢绞线锚索协同Φ22 mm×L2 400 mm高强锚杆进行支护，同时配合W钢带叠加支护。顶锚杆每排布置7根，间排距为800 mm×1 000 mm，除最外侧锚杆向外倾斜10°左右布置，其余均垂直于顶板布置；顶锚索布置方式为三四型布置，即第一排巷中布置一根，距巷中线1 500 mm两侧各布置一根，第二排距巷中线750 mm两侧各布置一根，再以1 500 mm间距向两侧各布置一根，锚索排距为1 000 mm。巷道两帮采用Φ22 mm×L2 200 mm高强锚杆配合300 mm×280 mm×3mmW型护板竖放支护，每排布置4根锚杆，布置间排距为1 000 mm×1 000 mm。

2 合理空顶距的确定

3201回风顺槽掘进过程中，原先采用2 m空顶距进行掘进时，巷道掘支作业交替频繁且耗时较长，空顶距的过于保守性留设是造成成巷速度较慢的重要原因之一，因此通过数值模拟的方法对空顶距的合理留设进行分析。

2.1 模拟方案

结合实际巷道围岩条件及巷道掘进参数，利用FLAC3D数值模拟计算软件建立长40 m×宽100 m×高30 m的弹性材料模型，模拟巷道宽度为5.2 m，高度为3.9 m，限制模型四周水平方向位移与底部边界竖直位移，并在模型上边界施加12.5 MPa均布载荷替代实际巷道上覆围岩载荷（考虑到实际巷道地下埋藏深度约为450～500 m）。……