深部巷道支護系統(tǒng)模擬研究

　　煤礦資源一直以來都是我國社會經(jīng)濟發(fā)展過程中非常重要的能源之一，也是目前人們?nèi)粘Ｉ钪蟹浅Ｖ匾馁Y源。特別是近年來，對各種不同類型的資源和能源需求量不斷增加。在這種大環(huán)境背景下，煤礦企業(yè)要加大對煤礦資源的開采力度，但是由于煤礦井下作業(yè)具有一定的風險性。所以要結(jié)合實際情況，加強對深部巷道支護的構(gòu)建，這樣不僅有利于提高煤礦資源的開采率，而且還能夠從根本上為井下作業(yè)人員的人身安全提供保障。
　　1 某煤礦工程的具體情況
　　在針對深部道支護情況進行分析的時候，為了保證系統(tǒng)在模擬過程中的有效性，需要與實際案例進行有效結(jié)合，這樣有利于保證支護系統(tǒng)模擬構(gòu)建的針對性。某煤礦工程的工作面東上順槽的15層煤層，在經(jīng)過對該煤層的測量之后，發(fā)現(xiàn)該煤層的厚度大概是1.3m，與此同時，煤層的傾角大概在22°左右。與實際情況進行結(jié)合之后發(fā)現(xiàn)，該煤礦工程的局部面是15和16層煤層的合層，在合層的中間的發(fā)育具有粉砂巖。在針對其自身的硬度進行分析的時候，發(fā)現(xiàn)與其相對應的普氏硬度系數(shù)f=3。除此之外，在針對該煤礦工程進行分析和研究的時候，與實際情況進行結(jié)合，發(fā)現(xiàn)其在直接頂為6m左右的粉砂巖的時候，處于這一層的巖層當中并沒有任何水資源[1]。而在10m左右的中細砂巖當中，則直接是充水含水層，水資源在其中的富裕性達到了中等水平。另外，與實際情況進行結(jié)合之后，發(fā)現(xiàn)其底板厚度在1m左右的粉砂巖或者是泥巖中，已經(jīng)可以呈現(xiàn)出團塊的狀態(tài)，并且其中并沒有任何的層理。在進行實地考查和分析的時候，發(fā)現(xiàn)雖然其自身具有一定的膨脹性特征，但是由于其本身的厚度比較小，所以在具體開采過程，并不會導致巷道出現(xiàn)變形情況。
　　2 深部巷道支護系統(tǒng)模擬
　　2.1 不同錨桿間距巷道圍巖穩(wěn)定性
　　在針對深部巷道支護系統(tǒng)進行模擬的時候，要與實際情況進行結(jié)合，采取有針對性的措施，實現(xiàn)對該系統(tǒng)科學合理的運作。這樣不僅有利于保證模擬的有效性和針對性，而且還能夠最大限度保證對巷道起到良好的支護作用。在具體操作過程中，可以結(jié)合實際情況，利用FLAC3D數(shù)值模擬的方式來進行具體操作，同時還可以通過這種方式，實現(xiàn)對各種不同類型方案的有效對比。在對方案進行對比和選擇利用的時候，可以從中選擇出具有經(jīng)濟性和安全性特征的錨桿支護方案，這樣有利于提高支護質(zhì)量。在針對不同類型的支護形式進行選擇的時候，要與模擬方案進行結(jié)合分析，在方案的對比過程中，要對數(shù)值進行模擬處理。這樣做的根本目的是為了對各個方案當中的優(yōu)勢特點進行分析，由于每一個方案在制定和具體落實過程中，在錨桿、間距等各個方面所成下處的預應力等都具有明顯的差異性。所以要結(jié)合實際情況，積極采取有針對性的措施，這樣才能夠保證模擬的效果，同時還能夠保證為深部巷道提出有針對性的支護方案。
　　在針對兩幫移近量進行分析的時候，要與各個不同方案中所呈現(xiàn)出結(jié)果進行結(jié)合，這樣有利于選擇出最優(yōu)的方案。與支護方案1進行分析的時候，發(fā)現(xiàn)兩幫移近量在81mm，而在利用支護方案2的時候，其中的兩幫移近量已經(jīng)可以達到90mm。除此之外，在利用支護方案3的時候，與其相對應的兩幫移近量已經(jīng)可以達到95mm。在這一背景下，將方案2和方案3進行對比分析，發(fā)現(xiàn)方案2的右?guī)鸵平颗c方案3相比，要明顯小一些。與此同時，方案1的右?guī)鸵平颗c方案2相比，也要明顯的小一些[2]。由此可以看出，在這幾個方案當中，有關(guān)右側(cè)的幫移近量范圍，只有方案1的范圍呈現(xiàn)出明顯縮小的狀態(tài)。
　　2.2 不同錨桿預緊力的巷道圍巖穩(wěn)定性
　　在與實際情況進行結(jié)合分析之后，發(fā)現(xiàn)在針對深部巷道支護系統(tǒng)進行模擬處理的時候，為了保證最終模擬結(jié)果的有效性和穩(wěn)定性，必須要結(jié)合實際情況，對巷道圍巖本身的穩(wěn)定性進行研究，這樣不僅有利于從中選擇出符合實際要求的支護方案，而且還能夠從根本上保證支護效果。
　　在針對各種不同類型的錨桿預緊力巷道圍巖穩(wěn)定性進行分析和研究的時候，需要注意的一點就是，如果錨桿自身的間排距處于確定的狀態(tài)下，那么錨桿最合適的間排距是800mm×900mm。在這種背景下，可以結(jié)合實際情況，對錨桿施加各種不同類型的應力，這樣不僅從根本上保證可以選擇出最優(yōu)的支護方案，而且還能夠結(jié)合實際情況，對這些不同應力進行科學合理的判斷。最終得出的應力分別是40kN、60kN、80kN。
　　在與各個方案進行對比分析之后，發(fā)現(xiàn)錨桿自身的預應力如果比較高的時候，那么圍巖自身會受到的施加壓力就會越來越大。這樣不僅有利于減少巷道在掘進過程中的風險因素，而且還能夠從根本上保證錨桿的主動支護作用可以得到有效發(fā)揮。
　　結(jié)束語
　　在針對深部巷道進行支護系統(tǒng)模擬的時候，其根本目的是為了根據(jù)不同的實際情況，對現(xiàn)有的支護方案進行對比分析。這樣不僅有利于選擇出最符合實際情況的支護方案，而且還能夠保證巷道圍巖的穩(wěn)定性，為井下作業(yè)人員的人身安全提供保障。