基于数值分析的巷道支护参数优化研究.pdf

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1、第22卷第11期中国矿业Vo1．22，No．112013年11月CHINAMININGMAGAZINENOV．2013基于数值分析的巷道支护参数优化研究张玉新(中国中煤能源集团有限公司，北京i00120)摘要：本文以某煤矿巷道顶底板围岩控制问题为工程背景，利用FLAC。。数值分析软件模拟了五种不同支护状态下的巷道掘进过程，对比分析了不同支护方案下巷道围岩的变形状态和塑性区分布状态。最终确定了适合该矿巷道顶底板围岩稳定控制的支护方案，并在现场得到较好验证。本文中确定合理支护方案所采用的数值分析方法及其结论可以为解决类似条件下的巷道支护问题

2、提供参考。关键词：巷道；支护；数值分析；FLAC。。中图分类号：TD353文献标识码：A文章编号：1004—4051(2013)11—0066—06ResearchonroadwaysupportparameteroptimizationbasedonnumericalanalysisZHANGYu-xin(ChinaCoalEnergyGroupCo．，Ltd．Beijing100120，China)Abstract：AStheengineeringbackgroundofhowtocontro1thestabilityofroadw

3、ayroofandfloorinsomecoalmineforthispaper，usingFLACnumericalanalysissoftware，theprocessofroadwayexcavationwassimulated，undertheconditionoffivedifferentsupportingscheme，thenthedeformationandplasticzonedistributionofthesurroundingrockintunnelwerecomparativelyanalyzed．Finall

4、y，theappropriatesupportingschemewasdetermined，andgetgoodtestonsite．Inthispaper，numericalanalysismethodandconclusionabouthowtOchoicetheappropriatesupportingschemecanprovideareferenceforthesimilarproblem．Keywords：roadway；support；numericalanalysis；FLAC。。我国的煤矿数量和巷道总长度都居世界第一，

5、巷道顶底板控制的最优方案。这也使得我国煤矿遇的问题更多更棘手，其中巷道1工程概况围岩变形破坏尤其是巷道顶底板变形问题已经成为该煤矿可采煤层共有四层，分别为6层、5层、4严重制约我国煤矿安全高效开采的因素之一[1。]。层及3层，本文的研究对象为IV5210工作面的机由于国内外在治理巷道顶底板变形方面尚没有明确巷，位于第5煤层，其平面布置图如图1所示。工作的理论指导，依据工程经验调整支护方案往往导致面北部为矿界，南部为采区上山，西部为IV528工反复维修巷道，严重影响煤矿的安全高效开采¨4]。作面(已采)，东部为未采区。IV521O工作面位

6、于该随着计算机技术的快速发展，数值模拟方法以其经矿Ⅳ水平深部，工作面标高范围一715～一512m，地济高效的特点得到了广泛应用_8l。本文以长期受面标高+31．5m。据已有资料分析该面地质构造较巷道顶底板大变形问题困扰的淮北某煤矿为工程背景，利用数值模拟分析的方法，探讨不同支护方案对巷道顶底板变形的控制效果，最终确定适合该煤矿收稿日期：2O13一O5一O8作者简介：张玉新(1965一)，男，工程师，1988年毕业于中国矿业大学采矿工程专业，获工学学士学位，1994年毕业于中国矿业大学(北京)经济管理专业，获工学硕士学位，主要从事煤矿开采

7、及现场管理、煤矿建设行政审批准备工作等。现任甘肃中煤天大能源有限公司副总经理。E—mail：zhangyux126@126．com。图1A504工作面的水平布置图第11期张玉新：基于数值分析的巷道支护参数优化研究67复杂，局部煤层受火成岩侵蚀，且存在变薄现象，面顶为4煤，4煤大部分被火成岩侵蚀，厚度不稳定，内共有7条断层，最大断层落差达8m。该工作面水平均厚度为6．8m；直接底为灰黑色泥岩，厚度不稳文地质条件一般，主要受煤层顶、底板砂岩裂隙水及定，平均厚度为6．7m，老底为浅灰色砂岩，平均厚火成岩凝结水的影响，正常涌水量3～5m。／h，

8、故进4．8m，其顶底板岩层参数如表1所示。IV52lO工行数值模拟分析时可不考虑该工作面水的影响。作面机巷支护形式采用锚(索)带网联合支护。通过IV5210工作面机风巷沿煤层走向布置，设计断现场观测，发现该