数值模拟在陶二煤矿深部回采巷道支护技术中的应用

方案与新支护方案的优劣，顶底板位移是重要的参数，所以把直接顶板以上和底板以下的部分，分别用应力边界条件和位移约束边界调节代替。这样既不影响最终的模拟分析结果，又能大大减少模拟分析的时间，煤层和顶底板岩层用实体单元来模拟，本构模型采用莫尔-库仑模型【7】。

4.数值模拟分析

1.巷道开挖后顶底板位移分析

巷道施工过程中巷道顶底板位移量的监测，对巷道安全施工非常关键，同时也是对支护设计的最直接检验。因此，对顶底板竖直方向的位移模拟是本次数值模拟分析一个重点。垂直位移云图如图2～3所示。

从图2～3对比可以看出，改进后支护方案对顶底板位移控制效果明显，顶板位移由原支护的560mm降低到250mm，底板位移由原支护的380mm降为180mm。

2.巷道开挖后两帮位移的对比分析

在巷道掘进过程中巷道两帮收敛量的监测，对巷道安全施工也很重要，特别是对帮锚索的选型及密度最好的检验。因此，对巷道两帮水平方向的位移计算是本文数值模拟分析的又一个重点。水平位移云图如图4～5所示。从图4～5对比可以看出，现有支护方案对两帮控制效果明显，原有支护条件下为680mm，现有支护技术参数为250mm。综合比较应力位移云图发现，现有支护使得开挖后的顶板位移由原来的560mm减少到250mm，减少了55%。底板位移由原来的380mm减小到180mm，是原支护底板位移的47.3%。帮部水平位移由原来的680减少到250mm，减少了63%。

5.现场支护监测

2013年8月，2217下巷启用优化后支护方案，巷道建立了位移量观测站，通过连续两个月的观测，得出如下数据：

6.结论

通过优化支护方案，根据现场监测结果表明，2217下巷60日的顶底板位移量由原有的623mm减少到288mm，为原有顶底板位移量的46.2%，两帮位移量由原有的785mm减少到275mm，为原有两帮移近量的35%，同时巷道自稳时间由原有的开掘后35日提前到现在15日左右，巷道基本满足生产需要，有力的保证了矿井的正常生产衔接。

参考文献

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