基于某矿实际地层分布与巷道支护情况,建立了全围岩煤矿巷道和邻近采空区巷道的动力学数值模型,分析了巷道上方不同位置冲击动力下巷道围岩和支护体系的动力响应规律以及邻近采空区小煤柱护巷对巷道支护防冲的影响。研究结果表明:巷道正上方坚硬顶板冲击动力下,巷道直接顶围岩质点运动速度和冲击力最大,随着冲击动力源沿顶板展布方向偏离巷道中线距离的增大,巷帮质点运动速度和加速度逐渐增大,在偏离中线约60 m时,巷帮质点运动速度和加速度值达到最大值,而冲击动力源偏离中线距离大于60 m后,巷帮质点运动速度和加速度值逐渐减小。此外,巷道上方顶板冲击下,巷道锚杆中段应力变化幅值最大,随着顶板冲击源偏离巷道中线距离增大,巷道潜在破坏的锚杆位置由巷帮向顶板区域转移。临近采空区巷道情况下,采空区上方顶板冲击会引起巷道帮部质点产生较大的质点加速度,并造成巷帮和小煤柱中锚杆失效,而远离采空区并偏离巷道中线60 m之外的顶板冲击下,采空区对巷道支护体系动力响应的影响较小。

国家自然科学基金资助项目（52004090,51971425）；河北省自然科学基金青年基金项目（E2020508025）；河北省高等学校科学技术研究项目（QN2019320）；中央高校基本科研业务费资助项目（3142019019）；

1 顶板冲击下巷道数值模型
1.1 数值模型建立
1.2 顶板冲击荷载模拟
1.3 模型边界条件与初始条件
2 不同冲击位置下巷道动力响应规律
2.1 巷道围岩动力响应
2.2 锚杆锚索动力响应
3 采空区对巷道动力响应的影响
4 结论

欧阳振华,易海洋,王东,赵希栋,姬振兴.顶板冲击载荷作用下巷道支护体系动力响应特征研究[J].煤炭科技,2021,42(02):30-38.DOI:10.19896/j.cnki.mtkj.2021.02.004.