矿井建设中部分巷道不可避免地要布置在不良地质地段，其中常常有巷道布置在复杂、破碎断层带。在多数情况下,断层破碎带是作为一个低强度、易变形、透水性大、抗水性差的软弱带存在的，该破碎带与其两侧岩体在物理力学特性上具显著差异, 导致断层附近煤岩体的初始应力异于常规地应力，易产生局部附加应力。

由于断层带围岩破碎、自稳能力差、岩体物理力学特性存在显著差异，巷道开挖常会引起断层活化，若围岩控制措施或设计、施工方法不当，则极易诱发巷道冒顶或突水事故。所以在断层带的巷道开挖过程当中，巷道围岩的稳定性分析工作十分重要，并且在了解其变形特征和应力分布规律之后，针对该巷道提出可行的支护方案方可有效解决问题。

目前国内外学者一方面，针对对断层破碎带巷道的围岩稳定性进行了研究, 取得了一定的进展。朱兴珊等（1995年）对断层构造区域岩层的不连续、不稳定对地下煤矿安全开采的影响进行研究,通过地质调研、数值模拟的分析方法对断层构造区域的岩层力学特征、断层结构影响进行研究；孙玉宁等（2005年）研究了断层构造对工作面回采顶板稳定的影响；姜耀东（2005年）等通过数值模拟技术分析了巷道过断层条件下的围岩稳定性；朱维申等（2008年）以断层附近应力和位移异常以及隧洞应力场受断层影响为主要研究模拟对象,通过系统的数值仿真试验研究断层厚度、断层倾角、断层弹模、地应力侧压系数等因素的影响，采用正交与均匀试验设计方法,系统地研究了断层附近的应力状态异常及其对隧道围岩稳定的影响。刘泉声等（2010年）通过对巷道围岩表面位移、深部位移、锚杆和锚索锚固力及支架压力的变化和分布规律监控量测,为过断层破碎带巷道的信息化施工和设计方案的优化提供依据。罗浩等（2014年）针对耿村煤矿东部区段深部开采临近F16逆冲断层容易造成冲击地压问题,采用数值计算与相似材料实验相结合的研究方法,研究了随开采深度增加及临近F16断层过程中围岩应力场演化规律。赵钰挺等（2015年）通过有限元分析软件RFPA进行模拟, 研究埋深、破碎带宽度、关键层泊松比、关键层弹性模量等因素对断层端部地应力场分布规律的影响。

另一方面，针对复杂断层破碎带中的巷道支护问题做了大量试验研究并取得了一定的成果。张农等（2008年）以高落差、大范围断层带中主运输大巷安全开挖为工程背景,研究了特大断层区巷道施工地质保障及围岩控制技术,提出高强预应力锚杆支护和滞后强化注浆技术相结合控制巷道围岩,实现巷道长期稳定；肖同强等（2010年）通过分析断层附近巷道围岩应力状态的变化及分布形态,提出了减小围岩应力降低速度、改善顶板及两帮围岩应力状态的控制技术；赵毅鑫等（2013年）通过研究巷道过复杂断层带的破碎围岩变形控制问题, 总结了超前管棚注浆支护技术在巷道支护中的应用经验；张延伟（2016年）针对付村煤矿沿断层破碎煤岩巷道大变形问题, 提出“二高一大”的支护原则,通过数值模拟的方法, 对沿断层破碎煤岩巷道支护体系进行优化设计,并通过现场监测验证了支护体系的合理性及实用性；刘天啸等（2018年）以任楼矿中六运输大巷掘进过 F2 断层组为背景，应用FLAC3D有限差分程序,分析了断层结构下巷道掘进应力场分布变化规律与不同位置处巷道变形破坏特征,提出了"下盘控顶、上盘控帮、底板反拱"的支护方式；陈晓祥等（2018年）提出了“超前预注浆 锚网索”联合支护方式控制断层破碎区域围岩变形；郑峰（2018年）以柳树湾煤矿11041工作面运输巷为工程背景,采用FLAC3D数值模拟方法,从巷道支护结构受力稳定性和围岩控制稳定效果的角度,分析了断层构造应力作用下的“巷道锚杆 金属网 锚索 钢筋梯子梁”联合支护方案；张凯等（2019年）针对1-1201运输顺槽开口段冒顶特点, 提出“预埋导水管、注浆管 喷浆封闭 注浆固结 注化学浆充填接顶”的冒顶修复方案, 设计采用“超前注浆加固巷道顶板 多循环小进尺掘进 超前管棚 滞后喷浆 注浆补强巷道”过断层掘进支护方案。

本次论文针对某煤矿近断层巷道围岩稳定性分析及支护设计，目的在于能够充分了解断层的概念，学会联系现实中存在的情况，采用三维数值模拟方法分析断层附近巷道的稳定性，并且能够考虑技术经济效益提出合理的支护设计方案。通过此次研究，不仅能够加强对该类知识的学习与巩固，而且能增强个人科学研究素养；同时所得成果也能够为之后这方面的研究提供宝贵的经验和借鉴。

2. 研究的基本内容与方案

一、基本内容

1.掌握近断层区域工作面运输平巷地质条件；

2.掌握近断层巷道与周围工作面时空关系；

3.根据巷道实际围岩性质和结构条件，建立三维数值分析模型；

4.研究该巷道围岩变形特征和应力分布规律，分析其围岩稳定性；