泉店煤矿22采区回风下山锚网索支护技术研究

郭 振,李辰辰

（河南神火集团泉店煤矿,河南许昌,461000）

1 工程背景

22采区回风下山担负着泉店煤矿22采区的回风任务，其围岩稳定性至关重要。其掘进层位布置于二3煤层顶板，距二3顶板垂直距离15.2m，距二1煤层顶板垂直距离20.2m。地面标高+114m，井下标高，-517.790m～-644.494m。巷道掘进层位以细粒砂岩为主，回风下山埋深逐渐增加，围岩稳定性控制难度加大，结合锚网索支护快速、主动支护的优点，设计开掘断面为直墙半圆拱形，净宽5000mm，净高4300mm，掘宽5240mm，掘高4420mm，墙高1800mm，喷厚120mm，采用锚网索支护，锚杆减排距为700×700mm，锚杆长2.4m，杆径为Φ20mm，锚索为Φ18.9mm、L8000mm的钢绞线，锚索间排距1400mm×1400mm，锚网索支护方案设计如下图1所示。

2 模型建立

采用FLAC3D数值模拟软件构建有关支护效果的两种工况对比分析模型，如下图2所示，分别研究锚网索支护、无支护两种工况下巷道围岩塑性区、垂直位移、水平位移。共含单元164500个，模拟岩层层位12层模型长*宽*高为：50m*50m*89.5m，固定x=0m、x=50m、y=0m、y=50m及模型底部边界，上覆岩层重量采用等效应力替代，施加于模型顶部均匀载荷为：15.912MPa。

图1 锚网索支护设计方案

3 锚网索支护的效果分析

为分析锚网索支护对回风下山围岩稳定性影响，对比分析两种支护工况（无支护、锚网索支护）的巷道围岩塑性区，如下图3所示。

从上图可知，两种工况下巷道围岩多为塑性剪切破坏，锚网索支护的巷道围岩塑性区整体呈减少趋势，局部增多，两帮角的塑性区最大范围由无支护时的9.2m减小到有支护时的7.5m，在锚索长度8.0m的控制范围内，前者塑性区范围明显小于后者。从围岩稳定性控制的角度分析，回风下山在该支护方案下围岩稳定性控制效果良好。

4 结论

图2 两种支护工况的对比研究

图3 不同工况下巷道围岩塑性区对比

[1]从塑性区分析可知，锚网索支护的巷道围岩塑性区整体呈减少趋势，局部增多，两帮角的塑性区最大范围由无支护时的9.2m减小到有支护时的7.5m。

[2]在锚索长度8.0m的控制范围内，锚网索支护塑性区范围明显小于不支护，回风下山在该支护方案下围岩稳定性控制效果良好。

[1]王博.大变形巷道锚网索支护研究与应用[D].西安科技大学,2010.

[2]牛多龙,华心祝,陈登红.深部复杂顶板条件下回采巷道锚网索支护技术[J].中国煤炭,2013,08:56-59.