王 学

(华润煤业(集团)有限公司 发展部,太原 030021)

作为一种传统的巷道支护形式,砌碹支护结构以其支护结构刚度大、服务年限长等诸多优点在我国开拓巷道和准备巷道中曾得到较为广泛的应用,在巷道围岩稳定性控制方面发挥了重要的作用[1-2]。过去数十年来,相关专家学者围绕砌碹的碹体材料、砌碹工艺和后期维护等方面展开了大量的研究,对砌碹巷道的变形破坏特征和变形规律已有较好掌握[3-5]。随着锚杆支护技术的发展与进一步完善,考虑到砌碹支护工艺和支护效果等原因,砌碹支护技术在新建矿井中使用的频率逐渐降低。但是,对于早期建井过程中构筑的砌碹巷道的围岩稳定性依然是影响矿井安全生产的一个重要因素,而对砌碹结构在多次采动作用影响下的破坏机理的深入探讨相对欠缺[6-9]。本文以某生产矿井砌碹巷道在两侧采动作用下出现的严重变形为切入点,在系统分析变形破坏机理的基础上,采用UDEC数值计算软件,对不同支护条件下巷道的围岩稳定性进行系统评估。基于数值计算结果和现场工程实际,确定补强支护的关键参数,并成功应用于工程实践。

1 工程概况

某矿井位于山西省晋城市,矿井地质构造简单,设计生产能力120万t/a。矿井主要开采煤层为3#煤层,煤层倾角3°～15°,平均埋深300 m。煤层顶板为泥岩和细粉砂岩,底板为粉砂岩和砂质泥岩,围岩结构相对稳定。矿井设计过程中布置有3条大巷,如图1所示。3条大巷均沿煤层顶板掘进,平均间距为40 m。……