郜陶陶

（山西高平科兴前和煤业有限公司，山西 高平 048400）

1 工程概况

前和煤业公司S1311 工作面回风顺槽北部为未回采区域，南邻已回采结束的S1309 工作面，西部为13 采区轨道下山，东部为边界保护煤柱。工作面标高+539.7～+575.9 m，主采3 号煤层，煤层倾角5°～10°，平均8°，煤层厚度3.98～6.64 m，平均5.65 m，工作面整体为一北西倾的单斜构造形态。工作面煤层顶底板岩层性质具体情况见表1。

S1311 回风顺槽在向前掘进186 m 时揭露箕F11 正断层，断层产状：77°∠71°，落差5.5 m。为掌握断层对巷道围岩应力的影响范围及分布规律，以制定科学合理的过断层方案，确保工作面安全顺利过断层，采取数值模拟的方法对巷道过断层前后应力变化情况进行模拟分析。

2 断层构造带巷道应力分布规律

2.1 模型构建

运用Mohr-Coulomb 架构模型，根据工作面顶底板煤岩层有关地质资料，依据S1311 回风顺槽实际煤岩层厚度建立巷道架构模型。分别将煤层走向、煤层倾向和巷道顶板方向设为X 轴、Y 轴和Z 轴，建立长度为100 m、宽度为45 m、高度为55 m 的巷道模型，如图1。以左侧巷道模型边界与巷道煤层交接点为原点，按照巷道掘进施工从左到右的方向标定X 轴，将断层设置在X 轴方向坐标45 m 位置处。为使模拟试验与现场实际情况更加相符，在模型顶板上方施加一个大小为18.12 MPa 的压力用来模拟真实巷道中巷道上覆岩层的自重力，将模型底部视作固定边界条件，在其左右两边施以水平约束条件。

表1 S1311 工作面煤层顶底板岩性情况表

图1 巷道模型示意图

2.2 巷道施工动态模拟分析

S1311 回风顺槽巷道施工断面为矩形，断面大小为4.2 m×3.5 m，采用锚网索联合支护，施工排距为0.8 m。……