泉店煤礦22采區(qū)回風下山錨網(wǎng)索支護技術研究

郭 振,李辰辰

（河南神火集團泉店煤礦,河南許昌,461000）

1 工程背景

22采區(qū)回風下山擔負著泉店煤礦22采區(qū)的回風任務，其圍巖穩(wěn)定性至關重要。其掘進層位布置于二3煤層頂板，距二3頂板垂直距離15.2m，距二1煤層頂板垂直距離20.2m。地面標高+114m，井下標高，-517.790m～-644.494m。巷道掘進層位以細粒砂巖為主，回風下山埋深逐漸增加，圍巖穩(wěn)定性控制難度加大，結合錨網(wǎng)索支護快速、主動支護的優(yōu)點，設計開掘斷面為直墻半圓拱形，凈寬5000mm，凈高4300mm，掘寬5240mm，掘高4420mm，墻高1800mm，噴厚120mm，采用錨網(wǎng)索支護，錨桿減排距為700×700mm，錨桿長2.4m，桿徑為Φ20mm，錨索為Φ18.9mm、L8000mm的鋼絞線，錨索間排距1400mm×1400mm，錨網(wǎng)索支護方案設計如下圖1所示。

2 模型建立

采用FLAC3D數(shù)值模擬軟件構建有關支護效果的兩種工況對比分析模型，如下圖2所示，分別研究錨網(wǎng)索支護、無支護兩種工況下巷道圍巖塑性區(qū)、垂直位移、水平位移。共含單元164500個，模擬巖層層位12層模型長*寬*高為：50m*50m*89.5m，固定x=0m、x=50m、y=0m、y=50m及模型底部邊界，上覆巖層重量采用等效應力替代，施加于模型頂部均勻載荷為：15.912MPa。

圖1 錨網(wǎng)索支護設計方案

3 錨網(wǎng)索支護的效果分析

為分析錨網(wǎng)索支護對回風下山圍巖穩(wěn)定性影響，對比分析兩種支護工況（無支護、錨網(wǎng)索支護）的巷道圍巖塑性區(qū)，如下圖3所示。

從上圖可知，兩種工況下巷道圍巖多為塑性剪切破壞，錨網(wǎng)索支護的巷道圍巖塑性區(qū)整體呈減少趨勢，局部增多，兩幫角的塑性區(qū)最大范圍由無支護時的9.2m減小到有支護時的7.5m，在錨索長度8.0m的控制范圍內，前者塑性區(qū)范圍明顯小于后者。從圍巖穩(wěn)定性控制的角度分析，回風下山在該支護方案下圍巖穩(wěn)定性控制效果良好。

4 結論

圖2 兩種支護工況的對比研究

圖3 不同工況下巷道圍巖塑性區(qū)對比

[1]從塑性區(qū)分析可知，錨網(wǎng)索支護的巷道圍巖塑性區(qū)整體呈減少趨勢，局部增多，兩幫角的塑性區(qū)最大范圍由無支護時的9.2m減小到有支護時的7.5m。

[2]在錨索長度8.0m的控制范圍內，錨網(wǎng)索支護塑性區(qū)范圍明顯小于不支護，回風下山在該支護方案下圍巖穩(wěn)定性控制效果良好。

[1]王博.大變形巷道錨網(wǎng)索支護研究與應用[D].西安科技大學,2010.

[2]牛多龍,華心祝,陳登紅.深部復雜頂板條件下回采巷道錨網(wǎng)索支護技術[J].中國煤炭,2013,08:56-59.