山西常村煤矿S5轨道下山支护方案优化

摘要

巷道的有效支护对于确保巷道快速安全掘进意义重大.常村煤矿S5轨道下山原设计采用锚杆、锚索联合支护方案,巷道支护后矿压监测表明:①巷道顶板最大下沉量为77 mm,右巷帮最大收敛量为83 mm,左巷帮最大收敛量为55 mm,巷帮收敛呈现不对称发展,巷道变形量超过50 mm的控制要求;②巷道顶板锚杆、左帮锚杆、右帮锚杆和锚索的轴力分别为77,95,71,177 kN,锚杆、锚索的支护作用并未得到充分发挥.在充分分析该矿已建巷道成功支护案例的基础上,对S5轨道下山的支护方案进行了优化,即:①保持锚杆长度、间排距不变,锚杆均垂直于巷道顶板打设;②锚索采用“大五花”布置形式,采用3根锚索支护时,在巷道正中位置布置1根,其余2根锚索分别布置于巷道最外侧锚杆轴线位置处,并倾斜25°打设;③采用2根锚索支护时,锚索布置方式与原支护方案一致;④将所有锚索的初张拉力提高至350 kN.FLAC3D数值模拟分析表明:支护方案优化后巷道顶板最大下沉量降低至49.2 mm,巷道两帮最大收敛量降低至41.67 mm.现场试验表明:采用支护优化方案后,巷道顶板最大下沉量为42mm,巷道两帮最大收敛量约为48mm,可见对该矿S5轨道下山支护方案的优化对于控制该段巷道围岩变形具有显著成效.