基于FLAC3D復合頂板煤巷錨桿支護參數優化*

李世平 王曉磊

(內蒙古科技大學礦業與煤炭學院)

基于FLAC3D復合頂板煤巷錨桿支護參數優化*

李世平 王曉磊

(內蒙古科技大學礦業與煤炭學院)

針對老石旦煤礦煤層厚度及埋深較大，煤層頂板互層為復合頂板，且層間巖體性質差距較大等特點，采用數值模擬方法對其煤巷頂板支護錨桿間排距進行優化。結果表明：錨桿間排距由0.7 m擴大到0.8 m時，巷道圍巖塑性區及表面位移變化不明顯，繼續擴大到0.9 m時二者變化量增大。結合支護經驗，確定錨桿間排距為0.8 m，可獲得良好的支護效果。

復合頂板 數值模擬 錨桿支護 間排距

復合頂板巷道在煤礦中分布廣泛，是國內外巷道支護的難題之一[1]。煤礦巷道掘進中，錨桿支護為一種主動支護方式，能及時加固圍巖并和圍巖共同構成承載體[2-4]，提高了圍巖自身強度和承載力，支護效果好，強度大，成本低。

老石旦煤礦位于內蒙古自治區烏海市，礦區走向長7.12 km，寬1.7 km，井田面積為9.776 4 km2。16404運輸巷位于北三井口西南部，布置于16#煤層中，工作面標高為830～855 m。16#煤層屬穩定的中厚煤層，平均厚8.8 m，煤層結構復雜，含3～4層夾矸，走向北西，傾向北東，傾角8°～18°，硬度系數f≤3，煤層層理節理較為發育。

現回風巷已掘進完畢，運輸巷北翼段正在掘進中，巷道支護采用工程類比法設計，回風巷錨桿以0.7 m間排距支護來看，支護效果一般，存在支護成本高、掘進工效低、掘進支護接替緊張等不足，對錨桿間排距優化很有必要。

FLAC3D是在分析拉格朗日差分法的基礎上編制的一種程序[5-6]，分析原理基本類似于離散元法，能夠采用非連續方法對連續介質做出大變形處理分析，特別適用于井下巷道圍巖變形支護問題的研究。……