2016年第9期（总第132期）
点节社
经涵
ENERGYAND ENERGYCONSERVATION
锚喷与锚索联合支护技术的数值模拟研究
贾哲1,2
2016年9月
(1.大原理工大学矿业工程学院，山西大原030024；2.大同煤矿集团虎龙沟煤业公司，山西大同037000)
摘要：根据虎龙沟煤业9号煤层胶带悬道围岩实际情况，制定了切实可行的支护方案。分析了软岩卷道支护技术数值模拟及其模拟结果，指出，选用错喷的加固支护技术能有效控制巷道的变形破坏情况，铺喷、锚索联合支护可更好地控制位移变形，提高巷道稳定性
关键词：软岩巷道；联合支护；支护稳定性；数值模拟
中图分类号：TD35
文献标识码：A
文章编号：20950802(2016)09016003
Numerical Simulation Study on Anchoring and Shotcreting and Anchor Wire Combined Support
Technology JIAZhe12
(1. College of Mining Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, Shanxi, China; 2. Hulonggou Coal Industry
Company, Datong Coal Mine Group, Datong 037000, Shanxi, China)
Abstract: According to the actual surrounding rock situation of the belt roadway of 9* coal seam of Hulonggou Coal Industry Co mpany, practical support program was developed. This paper analyzed the numerical simulation of soft rock roadway support technology and the simulation results, and indicated that the selection of bolting and shotcreting reinforced support technology can effectively control the deformation and destruction of roadway, and the anchoring and shotcreting and anchor wire combined
support technology can better control the displacement deformation to improve the stability of the roadway. Key words: soft rock roadway; combined support; supporting stability; numerical simulation
0引言
软岩巷道支护问题是煤矿巷道支护的重点和难点，围岩强度低、结构松散、变形大的软岩的存在会影响巷道掘进速度，工人作业环境得不到最基础的安全保证，影响煤矿的经济发展水平。20世纪60年代，软岩巷道作为一个世界工程难题被提出来，1980年“新奥法”的提出使软岩巷道支护方式有了快速发展，但仍有待找到一个方式，从根本上解决软岩问题，理论和实际支护都需要进一步发展。
软岩巷道支护技术数值模拟分析
1.1
数值模拟模型
9号煤层围岩力学参数及巷道支护选用锚杆参数分别见表1、表2。
表19号煤层围岩物理力学测试
岩样名称泥岩
砂质泥岩
比重 g/em 2.55 1.32 2.00
抗拉强度 抗压强度 弹性模量
MPa 0.33 0.48 0.22
MPa 22.5 11.56 20
GPa 8.92 5.6 7.4
油松比 0.17 0.15 0.22
内摩察角 32 21 28
进行挖掘巷道工作和实施巷道支护工程必须要与平面的应变问题相符合。对宽4m、高2.2m的巷道进收稿日期：2016-0408
作者简介：贾暂，1985年生，男，山西大同人，2010年毕业于山西财经大学中德学院全融专业，在读硕士研究生，助理工程师。
160·
名称铺杆
直径 mm 17.8
弹性模量 GPa 200
锚杆参数
表2 届服
藜体摩
密度
载荷 kN 182
擦角 30
kg/m 7800
抗拉强度 kN 100
长度 m 2
行分析，结合实际工程试验建立了长和宽均为30m的模型（该模型的建立参照边界效应最小原则）模型正中心即是要研究的巷道，根据实际情况对上覆岩层的厚度取值为500m，在模型上部施加覆盖岩层自重力的载荷。
使用平面四节点实体单元来进行有限元的相关计算，通过建立1个三维模型来对未知量进行求解计算。然而定应力现场测量所需时间很长，且需要的资金投人也很多，因此对于煤矿开挖和采煤工程所给出的最先地应力值是存在误差的，本章使用周围区域的力来对应力场进行数值模拟，理论上说应存在一种边界荷载效应与地应力场一致，在已知条件影响下，不会解决所有负载间题，巷道埋深大，地应力分布差别不大，其垂直分量和深度成正比例关系，在模型上部的荷载约为10MPal。
锚喷与锚索联合支护 1.2
水泥、砂和石子在一定质量配比下添加一定量的速凝剂就会形成一种坚硬的混凝土，将混凝土高速喷射到围岩会形成一层保护层，且能填充围岩的不平整处，减小围岩与空气的接触面积，在某些巷道中喷射