常村煤礦高應力大跨度回采巷道支護技術

王 卓

(山西潞安集團常村煤礦)

隨著掘進技術的快速發展及設備逐漸大型化的趨勢，煤礦井下巷道也朝著大斷面的方向發展［1-3］，一些回采巷道跨度由炮掘工藝時期的2.5～3 m發展到現在綜掘工藝的3.5～5.5 m，充分滿足了運輸行人的需要［4］。但由于地應力和高水平應力的作用，本容易發生嚴重擠壓和剪切破壞的頂板，當巷道跨度較大時，維護難度更大［5-6］。以常村煤礦2105工作面膠帶運輸順槽為例，進行了高水平應力下大跨度回采巷道支護技術的研究。

1 巷道地質概況

常林煤礦2105工作面膠帶運輸順槽位于3#煤層，3#煤層位于山西組的中、下部，為全井田可采。巷道掘進50 m范圍內無大的地質構造，經實測，可解吸瓦斯含量為4.31 m3/t，煤(礦)塵具有爆炸性，不易自燃，無熱害威脅。

地應力測試結果顯示，最大水平主應力13.19 MPa，最小水平主應力為 6.85 MPa，垂直主應力為8.63 MPa，總體上屬于中等應力區域，水平應力占優勢且量值相對較高，為較典型的構造應力場。巷道掘進方向與最大水平主應力方向夾角較大，受水平應力影響較大。

2105膠帶運輸順槽全長2410.62 m(其中機頭段135.12 m，正巷2271.7 m)，巷道凈寬 5.5 m，凈高3.4 m，凈斷面 18.7 m2。3#煤平均厚度 5.98 m，巷道沿底板掘進，留2.5 m的頂煤。

2 巷道圍巖變形破壞數值模擬

在進行巷道支護設計之前，首先采用數值模擬的方法對巷道圍巖變形破壞情況進行了研究。采用有限差分FLAC3D數值模擬軟件，各巖層剛度及強度參照實驗室測定結果。由于巖體存在眾多節理裂隙，有明顯的非連續性，其強度應低于實驗室測定值，因此模型物理參數取值應進行適當折減［7］，模擬結果如圖1所示。……