FLAC3D模拟下的采动影响巷道煤岩体锚固优化

本文以大同煤矿集团晋华宫矿的采动影响巷道为例，探讨了在煤矿开采过程中，尤其是在巷道煤岩体开挖支护方面的关键问题。研究者利用FLAC3D有限差分软件，建立了一个详细的数值模型，模拟了采动条件下巷道的变形行为和锚固效果。结果表明，相比于岩体，锚杆在煤体中的锚固效果相对较弱，这是由于煤的物理性质和力学特性导致的，如较低的强度和较高的塑性。 在煤层中，传统的单锚杆支护方式可能不足以有效支撑煤体，特别是在采动作用下，煤层的破碎和裂隙增多，使得锚杆的锚固性能受到影响。为改善这种情况，文章提出了一种创新的支护方案，即采用三维锚杆索联合支护，这种复合结构能够提供更大的支撑力，并且通过三维空间的锚固，能够更好地控制煤体的变形，从而显著提高锚固效果。 在实际工程中，比如南山12#层8104工作面的巷道设计中，由于巷道进入煤柱区后，原有的锚杆设计无法满足锚固需求，因此，优化巷道支护参数至关重要。这包括调整锚杆直径、长度、间距以及支护材料的选择，以确保在煤层中也能实现稳定的锚固，并减少因采动引发的顶板垮落和围岩破坏。 通过FLAC3D的模拟分析，本文不仅提供了理论依据，也为煤矿巷道设计和施工实践提供了宝贵的参考，有助于提高巷道的稳定性，保障矿工安全，同时也有利于资源的有效开发和环境保护。这项研究对于煤矿行业的支护技术和采动影响下的安全管理具有重要的指导意义。