坚硬顶板快速掘进巷道支护参数优化王轩扬（汾西矿业宜兴煤业，山西孝义032300）摘要：为提高坚硬顶板巷道掘进效率，以3705回采巷道为研究对象，通过数值模拟技术及工程类比法对巷道支护参数进行优化。优化后巷道围岩控制效果顶板及巷帮最大变形量分别控制在29mm、47mm以内；巷道支护耗时明显降低，掘进进尺由以往的8.0m/d提升至16.0m/d，掘进速度提升超过1倍，在满足巷道围岩控制效果的基础上实现了巷道快速掘进。关键词：巷道掘进围岩支护坚硬顶板支护优化模拟分析中图分类号：TD353文献标识码：A文章编号：1003-773X（2023）02-0140-03引言在矿井生产过程中实现采掘平衡，对提高煤炭开采效率、经济效益等均有显著的促进意义[1-2]。现阶段矿井受地质构造、采掘设备、围岩支护以及瓦斯治理等因素制约，巷道掘进进尺较低，不能满足采煤工作面快速掘进需求，导致采掘失调[3-5]。众多研究学者对巷道掘进技术开展研究，部分学者用数值模拟软件分析掘进巷道围岩位移、应力变化情况；部分学者对现场调研发现，导致巷道掘进效率低下的原因包括掘进进尺短、掘进及支护工作不平行、劳动组织安排不能满足现场掘进需求等[6]。众多研究学者对影响巷道快速掘进因素进行分析并提出评价方法，为巷道掘进工作开展提供了经验指导[7-9]。山西某矿7号煤层顶板为坚硬的砂岩，在顶板坚硬条件下巷道掘进效率偏低，进尺为200～220m/月，无法满足矿井高效生产需求，发现巷道围岩支护效率低是导致巷道掘进效率低下的主要原因之一，需要针对性地对围岩支护参数进行优化。13705综采工作面概况山西某矿设计产能5.0Mt/年，开采的7号煤层埋深均值500m，煤层赋存稳定，厚度3.9m、倾角3°。3705综采工作面设计面长268m、推进长度为1775m，巷道沿7号煤底板采用综掘机掘进，矩形断面（净宽5000mm、净高3900mm），巷道断面较大，在巷道掘进过程中围岩支护耗时长、锚杆及锚索施工难度大。3号煤层顶板岩性以坚硬的细粒砂岩为主，具体岩性参数见表1。巷道围岩采用锚网索支护方式，由于支护耗时长、占用大量掘进时间，从而导致巷道整体掘进效率偏低。2巷道合理支护参数分析采用数值模拟技术并以3705回采巷道现场条件为基础构建模拟模型，分析采用不同支护方案时围岩控制效果，从而确定最佳巷道支护参数。2.1锚杆支护长度为合理确定锚杆支护长度，在锚杆布置间排距保持不变情况下仅调整锚杆长度，对围岩支护效果进行分析。支护时顶板布置6跟锚杆，按照间排距900mm、1000mm布置；巷帮布置4根...
