张云宁 岳 博 刘 竞

（1.兖矿集团有限公司山东煤炭技术研究所，山东 济宁 272000；2.兖州煤业股份有限公司济宁三号煤矿，山东 济宁 272000）

在我国煤矿资源开采中，厚煤层资源量产量约占煤炭资源总量的44%，顶煤的稳定性对于厚煤层巷道有至关重要的意义[1]。许多学者就厚煤层煤巷掘进期间应力演化及变形特征进行了大量研究，谢正正等[2]采用离散元数值模拟研究了锚杆长度与围岩损伤之间的关联机制；孟庆彬等[3]采用FLAC3D模拟研究了不同条件下大断面软弱破碎围岩煤巷开挖后围岩变形特征、塑性区演化规律及应力分布特征；张镇等[4]对锚杆（索）的应力场分布特征与规律进行了模拟分析；王国栋[5]模拟了锚杆与钢带对大断面煤巷的支护作用，结果表明，锚带支护比单独锚杆支护能够更好地对浅部围岩提供支护力。本文以济宁三号煤矿53下07 工作面胶带顺槽为工程背景，模拟分析不同顶煤厚度下的煤巷应力演化规律。

1 工程概况

兖州煤业股份有限公司济宁三号煤矿设计生产能力500 万t/a，煤层埋深500 m，采用立井开拓。

53下07 工作面所采煤层为3下煤层，f=1～2，煤厚2.8～5.20 m，平均厚3.76 m。煤层基本顶为中砂岩，厚度18.9～24.73，平均厚度约为21.25 m，f=8～10；直接顶为粉砂岩，厚度0～2.50 m；直接底为泥岩及粉砂岩，厚度2.45～2.83 m，f=4～6；基本底为细砂岩，厚度2.20～5.90 m，f=6～8。

2 模型建立

53下07 工作面胶带顺槽顶煤厚度的变化直接影响煤巷的稳定性，为了探索顶煤影响下围岩应力及承载能力的变化，使用FLAC3D模拟软件进行建模，对不同顶煤厚度下煤巷各层位的垂直应力、水平应力及剪应力演化特征进行研究。……