基于数值模拟分析的巷道支护设计

以河北金能集团东庞矿2610综采工作面顺槽开挖为背景,用有限差分法(FLAC)模拟巷道的开挖和支护,以围岩中锚杆和锚索不发生破坏为目标函数,对初始支护参数进行优化设计,从而获得合理的支护参数。模拟结果表明,采用优化后的支护参数对巷道进行支护,围岩变形大大降低,围岩完整性增加。在实际应用中取得了良好的效果,为煤巷支护设计提供了一种可行的设计方法。

长壁工作面合理区段煤柱宽度的留设

根据察哈素煤矿地质条件,应用极限强度理论计算方法计算出了长壁工作面护巷煤柱的合理宽度;采用FLAC3D对长壁工作面区段煤柱宽度为10,15,20m3种条件下的塑性破坏范围和应力分布特征进行了模拟,结果表明,煤柱的塑性区范围随煤柱宽度的增加而减小,二次采动影响大于一次采动影响;煤柱内的应力大小随煤柱宽度的不同而变化,曲线整体呈上凸趋势的应力分布规律;综合理论计算与数值模拟结果,获得了该矿合理的区段煤柱宽度为12m。将结果应用于现场,利用声波探测仪在现场对巷道11个位置的松动圈进行了观测,验证了区段煤柱尺寸的合理性,提高了回采率。