何 宁

（山西焦煤霍州煤电紫晟煤业有限责任公司，山西 霍州 031400）

1 工程概况

紫晟煤业2-1012 巷位于2#煤层一采区，担负2-101 工作面回风及运料。巷道底板标高为+94～+148 m，对应地表标高+530～+624 m，巷道北部联接2#煤层一采区胶带上山大巷，南部为矿井井田边界，东部为实体煤，西部为2-101 工作面。巷道顶底板岩性较差，直接顶薄层状以砂质泥岩为主，有星散状白云母及黄铁矿，直接底以薄层状砂质泥岩为主，有黄铁矿星散。2-1012 巷沿煤层顶板掘进，设计断面尺寸为5.2 m×4.0 m，净断面积为20.8 m2，属于大断面不稳定巷道[1-3]。

2 巷道支护方案数值模拟研究

2.1 模型的建立

根据2-1012 巷顶底板岩层赋存情况，采用FLAC3D建立数值模型，模型尺寸为50 m×50 m×5 m，模型上表面施加11.25 MPa（450 m×25 000 kN/m3）垂直应力用以模拟上覆岩层重力，模型其他边界以位移约束。模型采用摩尔-库伦破坏准则[4]，煤岩物理力学参数见表1。分别模拟三种不同支护设计方案下巷道围岩破坏情况及围岩位移量，从而选择最优的支护设计方案。

表1 煤岩物理力学参数

结合2#煤层其他回采巷道支护方案，决定采用“锚杆+锚索+金属网” 的支护方式。目前紫晟煤业常用锚杆的长度为分别为2.2 m 和2.4 m，因此，模拟共采用锚杆长度相同预紧力不同和预紧力相同锚杆长度不同情况下的三种支护方案，见表2。

表2 模拟支护设计方案

2.2 模拟结果分析

2-1012 巷掘进后三种支护方案下巷道围岩塑性区分布情况见图1。由图1可知，三种支护方案下围岩塑性区均在可控范围内，即三种方案都可以很好的对巷道围岩进行控制。……