舒 波,謝小平＊,管育春,朱江華

（貴州六盤水師范學(xué)院礦業(yè)工程系,貴州 六盤水 553004）

1 工程概況

米籮礦開采煤層位于井下一采區(qū)三條下山東翼的礦110302工作面是上二疊系龍?zhí)睹航M上段的1#、3#煤層，標(biāo)高+1105.0～+1125.4m為回風(fēng)順槽；標(biāo)高+1058.4～+1076.2m為運(yùn)輸順槽。該工作面布置于煤層1#、3#煤層，1#煤層及3#煤層地質(zhì)結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，1#煤層厚度與3#煤層厚度平均在1.4m左右和平均在2.3m左右。直接頂板為泥質(zhì)粉砂巖，老頂為灰色中細(xì)砂巖；直接底為淺灰色泥質(zhì)砂巖，遇水軟化，厚0.3～1.1m，老底為灰色細(xì)砂巖。110302工作面綜合柱狀圖如圖1所示。

2 “三軟”煤層巷道變形破壞特征數(shù)據(jù)模擬分析

2.1 創(chuàng)建模型

建立“三軟”煤層回采巷道數(shù)值計(jì)算模型，分析“三軟”煤層回采巷道破壞特征，采用通用離散元軟件UDEC4.0[1-3]，結(jié)合米籮煤礦現(xiàn)場生產(chǎn)地質(zhì)條件。建立模型，底邊界垂直方向與左右邊界水平方向固定。建立總體尺寸（寬×高）50×30m的模型，按采深200m計(jì)算上邊界載荷，覆巖荷載施加4.9Mpa，建立如圖2所示的模型。

圖2 相似數(shù)值模型

3 變形破壞計(jì)算分析

圖3 垂直應(yīng)力分布圖（單位：MPa）

圖4 水平應(yīng)力分布圖（單位：MPa）

通過計(jì)算分析，開挖回采巷道后，巷道圍巖垂直應(yīng)力和水平如下圖3、圖4所示。根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果可以看出，當(dāng)巷道開掘后，巷道周圍的垂直應(yīng)力為8MP，約為原巖應(yīng)力的1.63倍，巷道周圍的水平應(yīng)力為10MP，約為原巖應(yīng)力的1.7倍。巷道兩幫和頂板的塑性區(qū)范圍較大，在兩幫淺部最先出現(xiàn)拉破壞區(qū)；隨著兩幫煤體塑性區(qū)范圍的擴(kuò)大，其整體的承載負(fù)荷能力降低，直接頂開始產(chǎn)生裂隙彎曲下沉，在頂板中部與淺部產(chǎn)生拉破壞現(xiàn)象，所以控制巷道變形的關(guān)鍵在于控制巷道的兩幫和頂板的變形，使其形成圍巖承載結(jié)構(gòu)。

[1]錢鳴高,石平五.礦山壓力與巖層控制[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2003.

[2]吳基文,童紅樹.斷層帶巖體采動(dòng)效應(yīng)的相似材料模擬研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2007,26(增刊2):2346-2351.

[3]吳基文,童宏樹,童世杰等.斷層帶巖體采動(dòng)效應(yīng)的相似材料模擬研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2007(S2):4170-4175.