郑剑飞

（山西晋煤集团晟泰能源投资有限公司，山西 晋城 048000）

1 工程概况

古书院矿15#煤西三盘区水仓将服务于西三盘区，根据现场条件及水仓的使用需要，水仓原设计在煤层底板中，留顶煤掘进，但15#煤松软破碎，难以留设顶煤，只能采用沿顶、起底方式掘进水仓，从而造成水仓超高。水仓原设计高度6.6 m，施工分两次进行，首先掘进平巷（宽×高=4.0 m×2.6 m），随后再起底掘进，最终巷道断面可达到26.4 m2。

已有地质资料显示，15#煤平均厚度2.6 m，底板为平均5.12 m 的泥岩、铝土质泥岩，含有大量以高岭石为主的粘土，遇水容易膨胀变形。掘进的超高巷道作为水仓常年积水，巷道所处围岩岩性条件对围岩稳定性造成显著不利影响。为确保西三盘区水仓的正常使用，必须采取有效措施对西三盘区水仓超高巷道支护进行研究。

2 巷道围岩控制难点分析

2.1 模拟分析

为研究软煤岩超高巷道围岩的变形破坏特征，根据西三盘区水仓实际地质条件建立数值模拟模型，采用数值模拟研究超高巷道的围岩破坏特征。岩性力学参数见表1。

2.1.1 围岩应力分布

水仓掘进后围岩应力分布如图1。掘进后巷道围岩应力沿巷道轴线呈对称分布，其中垂直应力、水平应力分别在巷帮侧、顶底板附近集中，应力集中系数最大可达1.7。

2.1.2 塑性区分布

水仓掘进后围岩塑性区分布如图2，水仓掘进后受围岩应力重新分布影响，在巷帮及底板位置塑性区分别为5.0 m、1.0 m。围岩变形破坏主要为拉伸、剪切破坏，集中在巷道中部及偏上部分。……