1、概況

富強煤礦 13204 工作面入風巷、回風巷在煤層中布置。巷道在掘進施工中必須穿過三組斷層，因巷道圍巖破碎，應力較大，極易發生冒頂事故。該采區煤層厚度 4.0m 以上，埋深 460m.頂板巖性為粉砂、頁巖、細砂巖，厚度計16m;底板巖性為細砂巖、碳頁巖、粉砂，厚度計15m.隨著開采深度的加深，巷道壓力增加，頂板圍巖破碎，出現了多處網兜。

原有的支護方式不能滿足要求，必須采用加長錨桿、加長錨索加固巷道支護，方能有效控制巷道圍巖穩定，使巷道頂板趨于穩定，達到安全生產。

2、模擬方案

依 據 富強 煤 礦 地 質 資 料，結合 13204 工作面 入 風 巷、回風巷頂板支護的實際狀況，綜合論證，設計模型尺寸長×寬×高85m×85m×36m,頂部邊界施加 400m上覆巖層的自重。采用摩爾-庫倫彈塑性模型進行計算。根據錨桿現有的作業規程錨桿支護計算公式進行計算，得出了錨桿直徑許用范圍 20 ~22mm,錨桿長度許用范圍2.0m~2.4m,錨桿的排間距許用范圍 0.8~ 0.9m,錨索直徑許用范圍15.0 ~17.8mm,錨索長度許用范圍 7.0 ~8.3m,錨索的排間距許用范圍1.8~2.0m.

3、模擬分析

巷道穿越斷層，巖石比較破碎，采用離散元數值模擬方法進行模擬巷道開挖，依照巷道頂、底板的情況，得出了三種不同方案。第一種方案在沒有支護的情況下進行開挖，巷道一幫出現最大位移 269mm, 巷道頂板最大下沉量 53mm,這種狀況巷道極易冒頂，巷道出現不穩。第二種情況巷道開挖后立即按照原有支護設計進行支護，巷道一幫出現最大位移 154mm, 巷道頂板最大下沉量 28mm,而這種情況巷道存在較大隱患。第三種情況根據模擬結果進行支護，巷道開挖后同樣立即進行支護，巷道一幫出現最大位移 17mm, 巷道頂板最大下沉量 6mm,巷道支護處于正常狀態。

根據以上三種巷道在斷層下支護狀態分析得出，受到斷層影響的巷道，巷道支護時采用錨桿直徑 22mm,錨桿長度 2.4m,錨桿的排間距0.8m,錨索直徑 17.8mm,錨索長度 8.3m,錨索排拒 1.8m,錨索間距2.0m.這樣支護的巷道頂板完整，支護效果良好。

4、實際應用

富強煤礦掘進 13204 工作面入風巷、回風巷初期支護，在短時間內變形量較大。采用新型設計支護后三個月以來，巷道一幫出現最大位移16mm, 巷道另一幫出現最大位移 19mm,巷道頂板最大下沉量 8mm,巷道的變形量基本趨于平穩狀態。

5、總結

①斷層影響下的巷道易發生冒頂事故，必須對破碎的巖體進行加密支護，錨桿加長，錨索加長，必要時錨索加長至 8.3m,同時排間距減小。②普通的錨索支護效果有限，可以采用新型錨索，錨索頂端采用螺紋式，錨索上索具處采用螺紋式，這樣使錨索整體更加完好，錨索支護更加穩固。③每隔 50m 巷道頂板打一個頂板監測離層儀，距離巷道工作面 50m 內每個作業小班觀測一次，距離巷道工作面 50m 外每周觀測三次，發現巷道變形量異常時，巷道及時加強支護，使巷道支護穩定。

參考文獻
[1] 徐遵玉 , 奚小虎 . 軟巖巷道錨桿支護參數設計 .