针对唐公沟煤矿煤层埋深浅,煤层顶底板岩石抗压强度较低、稳固性较差,以及顶底板岩石易风化破碎,巷道围岩松散的特点,采用数值模拟与现场观测相结合的方法对各煤层回采巷道锚杆支护参数进行了优化研究。结果表明,巷道围岩变形量随着锚杆支护排距的增加近似呈指数规律增加,随锚杆长度的增加近似呈对数规律减小并逐渐趋于平缓;结合矿区已有的支护经验,当锚杆间排距为1 000 mm×1 000 mm,锚杆长度取1.8 m时,可取得较好的支护效果。

针对榆家梁矿44305回风顺槽局部地区顶板岩层破碎、难以支护等问题,采用钻孔窥视仪,对巷道顶板岩性及裂隙发育情况进行分析。并通过建立FLAC3D数值计算模型,对巷道受采动影响后围岩垂直应力和塑性区范围进行模拟,得出巷道顶板最大破坏深度达到1.3 m。根据最大破坏深度并结合悬吊理论,进行巷道支护参数设计。现场工业性试验结果表明,支护参数优化后,巷道顶板下沉量有所减小,局部冒顶得到有效控制,取得较好的应用效果。

以黄河北煤田某矿2107工作面工程地质和开采条件为背景,在围岩分类和矿压监测的基础上提出了2种合理的巷内支护改进方案,并采用FLAC3D数值模拟方法优选出最佳方案。结果表明,采用改进方案进行巷内支护能够充分发挥锚杆的承载能力,控制巷道变形在合理的范围内,实现了支护参数优化,取得了较好的支护效果和经济效益。