大倾角工作面回采巷道支护参数优化与设计

摘要

针对西南地区某矿下采区首采面某工作面埋深大（_750 m～ _1 200 m）、煤层倾角达 23.5°的复杂条件，回采巷道围岩变形严重，传统支护方式难以维持稳定。本文基于该工作面地质力学参数，采用 FLAC³D 数值模拟方法，建立 160×100×30 m 三维模型，系统分析巷道断面布置方式（不掘底板与部分掘底）对塑性区分布的影响，并通过 5 组 15 个方案正交模拟，优化顶板锚杆间距、帮锚杆间距、锚杆排距、顶锚杆长度及帮锚杆长度等关键参数。结果表明：巷道部分掘底可显著缩小两帮及顶板塑性破坏范围，改善应力分布；优化后支护参数为顶板锚杆间排距 800×900 mm、长度 2200mm，帮锚杆间排距 750×900 mm、长度 2 200 mm。相比原方案， 优化后围岩塑性区范围大幅减小，剪应力集中区域明显收窄，顶板与帮部变形得到有效控制。研究为大倾角深部回采巷道支护设计提供了可靠的计算依据和参数优化方法，具有重要的工程应用价值。