耿永飞

（阳泉煤业集团有限责任公司二矿，山西 阳泉 045008）

1 工程概况

阳煤集团二矿81215 综放工作面位于+470 m水平，15#煤十二采区。工作面东部为81219 工作面采空区，西部为尚未掘进的81213 工作面，北部为矿界保护煤柱，南部为15#煤十二区准备巷。工作面开采15#煤层，煤层厚度为5.08～7.07 m，平均厚度6.40 m，平均含2 层夹矸，属复杂煤层。工作面区域煤层直接顶为砂质泥岩，均厚4.3 m；基本顶为石灰岩，均厚4.66 m；底板岩层为砂质泥岩和细粒砂岩。

81215 回风顺槽主要为工作面提供回风、行人、辅助运输等服务，巷道沿煤层底板掘进，为全煤巷道，巷道净宽×净高=4200 mm×3000 mm，巷道采用锚网索支护技术。锚杆采用规格为Φ20 mm×2200 mm 的螺纹钢锚杆，顶帮锚杆的间排距分别为800 mm×900 mm 和900 mm×900 mm，锚索采用规格为Φ21.6 mm×8300 mm 的1×7 股钢绞线，锚杆索之间采用W 型钢带进行联结，顶板及巷帮采用金属网进行护表，如图1。巷道掘进50 m后，通过围岩变形量观测可知，巷道变形量较大，顶板最大下沉量为300 mm，巷道两帮最大移近量达到500 mm，严重影响巷道的正常使用，故需对巷道支护参数进行优化设计。

图1 回风顺槽原有支护方式示意图

2 锚杆（索）支护数值模拟分析

为确定巷道支护的合理参数，根据81215 回风顺槽的地质条件，采用FLAC3D数值模拟软件进行围岩支护参数的设计分析。建立数值模型的长×宽×高=130 m×20 m×60 m，模型中回风顺槽的尺寸为宽×高=4.8 m×3.0 m。模型边界条件为前后左右四面限制水平方向的位移，模型底部限制垂直方向的位移，模型上部根据工作面地质条件，施加与上覆岩层载荷相等的均布载荷9.75 MPa，模型的侧向系数设置为1.2[1-3]，根据巷道地质条件进行顶底板岩层各项参数的赋值。……