运输顺槽支护优化设计的数值模拟及现场工业性实验分析赖敏（山西焦煤西山煤电西铭矿，山西太原030052）摘要：通过分析某矿运输顺槽支护上存在的问题及顺槽失稳原因，对运输顺槽支护进行优化并与原有支护方案进行数值模拟分析，比较两者之间的围岩应力，并进行工业性实验。通过实验结果分析得出优化方案极其有效，为类似条件下巷道围岩支护提供了参考。关键词：数值模拟围岩应力运输顺槽支护方案中图分类号：TD353文献标识码：A文章编号：1003-773X（2023）02-0014-02引言运输顺槽在综采工作面推进过程中极易因围岩应力的改变而发生塑性变形，造成支护设施破坏甚至巷道形变，这对煤炭资源运输、通风及煤矿工作人员的通行都带来了极大的影响，甚至造成安全隐患。因此对运输顺槽的合理支护方案设计可极大避免巷道的多次维修或因变形过大失去使用价值，对矿井安全高效生产有极大推进作用。1巷道变形原因分析1）岩性方面考虑，由于直接顶直接底岩石硬度较低，且裂隙较为发育，该矿煤的普氏系数0.6、煤质松软，因此具有“三软”特征，该巷道极大的不稳定性容易在采动下发生塑性变形，导致支护设施失效。煤层顶底板岩性基本情况如表1所示。2）从现有支护上考虑，锚杆锚索长度较短时会因未锚固至基本顶内，未能将上覆岩层统一锚固成整体结构导致支护效果较差，且支护方式的单一性，未铺设锚网及锚喷等也会造成运输顺槽片帮及顶板冒落等问题，也会加剧巷道的失稳变形。3）由于采动过程的影响，且围岩水平应力大于垂直应力，造成的剪切破坏使得锚杆经常发生剪切破坏，锚索也因超过抗拉强度而造成拉断破坏。经该矿对处于开采过程中运输顺槽的现场调研，巷道破坏又以中部挤压变形、片帮以及矩形帮角破坏为主，随着回采工作的进行，巷道变形及片帮问题越来越严重，甚至影响到工作面正常供风及煤炭资源的输送问题。因此该回采巷道支护方式选用不合理，急需进行优化[1]。2巷道数值模拟2.1数值模拟建模本次试验数值模拟软件选用FLAC，设计模型尺寸为50m×4m×50m，基于本次试验主要是考虑综采工作面回采期间回采扰动对运输顺槽的影响，一般情况下影响范围在3~5倍巷道尺寸内造成的塑性破坏较为明显，而该运输顺槽为矩形巷道设计，巷道尺寸为高×宽=2.8m×4m，因此在距离巷道3倍距离范围内网格密集布置设计尺寸0.1~0.5m，而在3~5及以外的影响效果不显著区域布设网格尺寸为0.5~1.0m，主要考虑3倍以内的主要影响区域运输顺槽的巷道破坏情况[2]。同时在模型顶部以及两帮...
