深部大采高卸压巷道数值模拟

[摘 要]为研究在深部大采高条件下，卸压巷道附近各个煤柱的应力和变形情况，以及回采巷道和卸压巷道的应力和变形情况，采用COMSOL Multiphysics软件对城山煤矿3B#煤层回采巷道卸压巷道布置参数进行模拟。对比得出卸压巷道合理的布置方式，为深部大采高条件下，卸压巷道布置提供参考依据

[关键词]大采高 数值模拟 卸压巷道

中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）03-0281-01

1 模拟方案

在回采巷道距离上区段采空区相同距离的前提下，将卸压巷道的布置位置分为三种方案，分析对比卸压巷道布置在三种位置时的应力状态，从而确定卸压巷道的位置。

方案一：卸压巷道位于靠近回采巷道侧的位置；

方案二：卸压巷道位于回采巷道与采空区边缘的中间位置；

方案三：卸压巷道位于靠近采空区边缘的位置。

2 模拟结果分析

方案一中，回采巷道与卸压巷道间的让压煤柱应力集中，应力值大于支承煤柱，如图1。受让压煤柱的影响，回采巷道右帮应力和水平位移明显大于左帮如图4，卸压效果并不理想。

方案二中，回采巷道的两帮和顶底板的应力值明显有所降低，如图2，两帮水平位移有所减小，如图5。让压煤柱的应力集中相对得到了缓解。但应力集中程度要高于支承煤柱，卸压巷道左帮的应力值要高于右帮。相较于方案一卸压巷道对回采巷道起到了一定的降压作用。

方案三中，回采巷道两帮与顶底板的应力值相比于方案二得到了进一步的缓解，让压煤柱的应力值相对变小，且小于支承煤柱所受应力值，如图3。但支承煤柱由于尺寸减小，受右侧采空区的影响，应力出现集中。与支承煤柱相邻的卸压巷道所受应力大于回采巷道，卸压巷道的右帮水平位移量大于左帮如图6，对比图5与6方案三中的回采巷道水平位移小于方案二，起到了对回采巷道卸压的目的，有效的缓解了回采巷道的围岩变形。

模拟研究表明，将卸压巷道布置在采空区测，保护巷道围岩应力显著降低，表面位移量减少，保护巷道的应力集中得到了转移，卸压巷道可以有效的缓解保护巷道的围岩变形量，使巷道变形不影响正常生产。

3 总结

两帮采用锚杆锚索支护，能够减小两帮的应力集中区范围，使应力收敛于锚杆锚索附近。加固了两帮的煤岩，提高了两帮对于顶板的承载能力，顶底板移近量有所减小。应力由两帮向巷道顶板和底板4个角转移，但巷道总体变形量降低。

卸压巷道能否有效的缓解保护巷道的变形，关键在于卸压巷道位置的选择，从模拟结果来看，卸压巷道布置在采空区侧对保护巷道的卸压效果比较好，让压煤柱宽度应大于承载煤柱，使其所承担的围岩压力小于支承煤柱，进而将高应力转移至卸压巷道，达到保护巷道的目的。