极近距离采空区下大断面开切眼支护工艺优化研究

针对极近距离采空区下大断面开切眼及相关硐室围岩变形情况复杂，且该工况下支护结构可靠性验证及优化研究不足等问题，通过FLAC^3D与ANSYS数值模拟软件对采空区下开切眼掘进过程围岩及支护结构变形及受力进行模拟计算，并对支护工艺及相关参数进行优化，对比不同支护排距下巷道围岩变形及应力集中状态，并通过现场工程应用及围岩变形实测验证支护方案的合理性。研究表明：通过薄板理论计算得到开切眼顶板无支护条件下初次破断距为19.6 m,周期破断距为8 m,因此在进行架棚支护时最大滞后距离不应超过8 m;数值模拟计算表明当支护排距为1 m时，在锚杆+金属棚+单体支柱联合支护段，相比无支护条件顶板减沉率达到38.73%,支护排距加密为0.5 m后顶板减沉效果显著提高，开切眼中部顶板减沉率达到60%以上，加密支护后中部顶板下沉量降至20 mm以内，完全满足顶板支护要求；现场监测顶板最大下沉量12 mm,最大离层量6 mm,顶板控制效果良好。优化后方案在顶板下沉量控制与顶板垂直应力减压方面具有显著效果。