侯朝祥

（山西西山煤电股份有限公司镇城底矿， 山西 古交 030203）

引言

我国煤矿开采初期由于支护方式不合理且支护不到位常发生顶板坍塌、两帮垮落等事故，严重威胁着井下作业人员的生命安全，大大降低了煤炭生产效率。采用液压支架对工作面支护，在一定程度上提升了煤矿生产的安全性，同时采用锚杆+锚索联合支护方式可进一步强化工作面生产的安全性[1]。对于锚杆支护而言，需根据煤矿工作面地质、煤层以及水文等条件设置最佳支护参数，达到最佳支护效果。本文将着重研究锚杆支护参数对井巷围岩变形的影响。

1 工程概况

本文以镇城底矿矿井3 号煤层所属工作面为研究对象，该工作面的煤层平均厚度为6.06 m，其中可开采煤层的厚度为5.87 m。3 号煤为井田内主要的可采煤层，位于山西组的下部，井田四周均有风化剥蚀。煤层厚为 0～9.17 m，平均 5.71 m，含夹矸 0～3 层，一般0～2 层，结构简单，为全井田稳定可采煤层。3号煤层所属工作面的顶底板情况如表1 所示。

经探测可知，3 号煤层工作面顶板的抗压强度13.3 MPa，抗拉强度为0.6 MPa；老顶的抗压强度23.2 MPa，抗拉强度1.3 MPa。该矿瓦斯绝对涌出量为5.68 m3/min，掘进最大绝对涌出量为0.25 m3/min，二氧化碳（CO2）绝对涌出量为3.79 m3/min，批复为低瓦斯矿井。

表1 3 号煤层工作面顶底板情况

本文将采用有限元分析手段对3 号煤层所属工作面的支护参数进行优化设计，从而达到提升井巷支护效果，保证工作面安全生产的目的[2]。

2 井巷支护现状及仿真分析

2.1 井巷支护现状

经对3 号煤层工作面地质、煤层以及水文条件分析可知，该工作面井巷的围岩稳定性较差，而且，该工作面的断面形状为半圆拱形，其中半圆拱形的直径为5 m，断面最高点的高度为4.5 m。……