微山湖底深部煤巷锚网支护模拟研究李国恩1，2，刘宁宁1，李明2，苏保平2，朱思超2摘要:为了掌握微山湖底深部煤巷围岩应力场分布及变形破坏规律，结合典型工程地质条件，采用FLAC3D数值模拟研究了矩形和梯形断面在不同锚网支护方案时围岩应力分布特征和变形特点，模拟结果表明:巷道顶板塑性破坏范围较小，破坏形式以拉伸破坏为主，顶板变形量不大;两帮破坏范围较大，破坏形式既有拉伸破坏又有剪切破坏，变形量约为顶板变形量的2倍。根据模拟结果选取最优方案进行了工业性试验，矿压观测结果表明支护方案有效控制了围岩稳定。关键词:锚网;煤巷;支护;数值模拟:TD353+．6文献标志码:A:1003－496X(2011)12－0015－04SimulationResearchofDeepCoalRoadwayBolt－meshSupportParametersunderWeishanLakeLIGuo－en1，2，LIUNing－ning1，LIMing2，SUBao－ping2，ZHUSi－chao2(1．SchoolofMining，ChinaUniversityofMining＆Technology，Xuzhou221116，China;2．DaizhuangProducingandBuildingCoalMine，HuxiCoalMine，Yutai272341，China)Abstract:InordertoknowthestressdistributionandfailurerulesofsurroundingrockindeepcoalroadwaysunderWeishanLake，stressdistributioncharacteristicsanddeformationfeaturesofsurroundingrockwereresearchedcombinedwithtypicalgeologicalcondi-tionsindifferentbolt－meshsupportschemeswithrectangularandtrapezoidsectionusingFLAC3Dnumericalsimulation．Theresultsshowedtheroofplasticfailurezonewassmallandpredominatedbytensilefailure，andtheroofdeformationwasslightly;therib＇sfailurezoneKeywords:bolt－mesh;coalroadway;support;numericalsimulation地质条件锚网支护数值模拟12湖西矿井位于山东滕县煤田的西北部。井田分成湖区和陆地2部分，矿井开采范围位于湖区。煤层赋存稳定，倾角平缓，一般5°～10°，矿井设2个水平开拓，第一水平标高为－750m。3上煤层直接顶以粉砂岩、泥岩为主，厚0．52～10．50m;中粒砂岩、细粒砂岩次之，厚3．70～16．50m，含少量泥岩、粉砂岩伪顶，厚0．20～0．50m，为中等稳定岩性顶板。直接底以粉砂岩为主，厚0．66～11．14m，细粒砂岩、泥岩次之厚0．75～24．00m，含少量炭质泥岩、粘土岩、泥岩伪底，厚0．10～0．50m，为中等坚固底板。3上煤层属于下二叠统山西组的煤层，最大厚度7．00m，平均煤厚3．66m。2．1模拟方案拟采用矩形和梯形两种巷道断面形状，针对每种断面形状分别提出了6种不同参数的巷道支护方案。各方案的区别在于锚杆长度、锚杆间排距以及锚索布置形式。巷道断面为矩形时，尺寸为宽4．5m，高4．0m。当巷道断面为梯形时，尺寸为下底宽4．5m，上底宽4．0m，高4．0m。根据锚杆、锚索布置参数的不同共分为6种支护方案，具体支护参数见表1。利用FLAC3D软件对提出的两类巷道断面12种巷道支护方案进行数值模拟分析，以期从中选试验·研究(第42卷第12期)·16·表1巷道支护方案与参数从表2可以看出，矩形巷道采用不同的支护方案对控制顶板下沉区别不大，其中方案3的下沉量最大为28．75mm，方案6的下沉量最小为25．33mm，分别为无支护状态下顶板下沉量的91．6%和80．6%，说明这几种方案均能有效的控制顶板下沉。同时从表2可以看出，巷道两帮的水平变形较小，采用不同的支护方案对控制两帮变形区别不大，其中方案3的两帮移近量最大为103．8mm，方案6的两帮移近量最小为98．7mm，相差仅为5．1mm。数值计算表明:采用1根锚索时，锚索轴向力较大，最大可达到449．8kN，而采用2根锚索支护时，锚索最大轴向力为225．4kN，说明采用2根锚索的应力状况要优于1根锚索。从以上分析可知，由于采用1．8m的锚杆支护方案3和方案4的变形量略大，方案5和方案6采用2根锚索支护，围岩的变形量要略小。但总的来说，这几种方案均为可行方案。2．3梯形断面支护方案模拟分析2．3．1梯形断面无支护模拟分析对采用梯形断面未进行支护的巷道进行模拟，mm锚杆布置及参数方案锚索布置及参数顶板两帮间排距为1500×2000，三花型沿巷中分布(1排2根1排1根间隔Φ20×2000圆钢等强锚杆间排距750×1Φ20×2000全螺纹锚杆间排距800...