特厚复合顶板巷道支护技术数值模拟研究.pdf

2021 年第 5 期 （总第 188 期） 2021 年 5 月
能源研究
m 处出现应力峰值 MPa。
1 顶板内垂直应力成拱形分布，水平应力集中于巷道顶底
研究背景 板中心，分别在距巷道顶板约 m 处和距底板约 m
A 矿现开采 3 号煤层 030201 工作面，开采过程中
处出现峰值，峰值分别为 MPa 和 MPa；对
受到特厚复合顶板的影响，巷道开挖后变形量大、变
比图 3 d)可知，原支护方案中巷道围岩塑性破坏区宽度
形速率高而且持续时间长，存在不同程度的破坏形式。
几乎包络锚杆全长，约为 2 m，锚杆的锚固能力和围岩
工作面回风巷道断面宽 m，高 m，原有支护设计
裂隙的强化作用减弱，未能充分发挥支护能力。由于巷
如图 1 所示。使用该支护方案时，复合顶板局部破坏
道顶角处受单侧卸荷影响，围岩剪切应力较大，破坏也
时有发生，顶板完整性差，下沉量持续增加，存在锚
从顶角开始。
杆 （索）脱锚、托盘变形的情况。
针对原支护方案的不足，按照“强帮强角”原则对
2 特厚复合顶板巷道支护技术数值模拟 原支护方案进行优化，优化方案如下：增加锚杆 （索）
本文借助 FLAC3D 模拟工作面复合层状顶板巷道 长度并选用预应力锚索扩大锚杆 （索） 预应力影响范
原支护情况，找出原支护条件下巷道复合顶板变形破 围，改善巷道围岩；巷道顶角锚杆 （索）适当调斜以改
坏的原因，并提出优化支护方案验证其可行性。巷道