高河煤矿大断面破碎巷道支护策略优化与数值模拟研究

本文主要探讨了高河煤矿在进行深部开采过程中遇到的大断面巷道围岩破碎问题。针对该矿井巷道的特点，如巷道长度、煤层特性（煤体松软、煤层倾斜度适中、发育有裂隙）、以及巷道所处地质条件的复杂性，研究者深入分析了巷道围岩的变形特征和破坏机理。 首先，通过对矿井地质资料的详细研究，了解了巷道围岩的具体构成，包括伪顶的砂质泥岩和直接顶的粉砂岩的物理性质，如抗压强度等，这些都对巷道稳定性有直接影响。研究发现，由于煤层自身的松软和地应力增大，巷道在施工过程中容易出现显著的围岩变形，如顶板下沉、两帮移近和底鼓等问题。 为了更精确地理解巷道围岩的动态行为，研究人员运用了FLAC3D数值模拟软件，这是一种广泛用于岩土工程中的三维有限差分模拟工具。通过模拟不同巷道高度下的情况，研究人员得以揭示巷道在不同荷载下的围岩响应，从而深入了解了巷道变形破坏的过程和规律。 在深入分析的基础上，本文提出了针对高河煤矿大断面巷道围岩破碎的支护优化方案。这个方案可能包括了预支护措施、锚固技术、巷道支护结构的设计优化以及合理的施工方法等，旨在减少围岩的变形，提高巷道的稳定性。 现场应用结果显示，实施了优化后的支护技术后，巷道的围岩变形得到了有效控制。具体表现为巷道顶板的最大沉降量为74毫米，左右两帮的最大移近量为92毫米，底鼓量为58毫米，这些都是明显的改善，证明了提出的支护方案在实际应用中的有效性。 这篇文章提供了一个实际案例，展示了如何通过综合运用地质分析、数值模拟与现场实践，解决深部开采中大断面巷道破碎围岩的支护难题。这对于类似矿井的巷道设计和施工具有重要的参考价值，强调了精细化管理和技术创新在深部开采中所起的关键作用。