煤巷锚杆支护力学模型与数值分析：以干河矿为例

"本文主要探讨了干河矿煤巷锚杆支护的力学模型及数值分析方法，重点关注在旺采法中的应用。通过‘岩梁’理论建立了煤巷顶板的力学模型，揭示了顶板岩层厚度与煤巷跨度、直接顶容许拉应力之间的数学关系。使用FLAC3D软件进行了数值模拟，以更深入地理解不同支护部位对围岩和锚杆的影响。研究指出，煤巷支护的关键在于角部和两帮，且两帮支护对于围岩的稳定控制效果优于单独的顶板支护。此外，建议使用玻璃钢锚杆进行支巷两帮的加固，并通过分析得出帮锚杆长度存在一个最优值，以此实现‘强帮护顶’的支护策略。" 在旺采法中，由于采场巷道的服务时间差异，针对性的支护设计显得尤为重要。研究者基于“岩梁”理论，构建了一个描述煤巷顶板变形特性的力学模型。这个模型揭示了当煤巷跨度增加时，顶板岩层需要有相应的厚度来承受更大的拉应力，两者之间呈双曲线关系。这一关系对于理解和预测煤巷顶板的稳定性至关重要。 借助FLAC3D的数值模拟工具，研究人员分析了在不同支护位置下，围岩和锚杆的力学响应。结果表明，煤巷支护的重点应该放在巷道的角部和两帮，因为这些区域的应力集中和变形更为显著。对比之下，单独对两帮进行支护比仅对顶板支护能更有效地控制围岩的变形，从而提高整体稳定性。同时，他们提出在支巷两帮使用玻璃钢锚杆，这种材料具有良好的力学性能和适应性，能有效增强支护效果。 进一步的分析聚焦于锚杆参数如何影响围岩的稳定性。研究表明，适当调整帮锚杆的长度可以实现“强帮护顶”的目标，即通过增强帮部支护来保护顶板的稳定性。值得注意的是，帮锚杆的长度有一个最优值，过短或过长都可能减弱支护效果。通过寻找这个最佳长度，可以优化支护设计，减少围岩的破坏，提高巷道的使用寿命。 这项研究为干河矿煤巷的锚杆支护提供了科学依据和优化策略，对于类似地质条件下的煤矿巷道支护设计具有重要的参考价值。通过精确的力学模型和数值模拟，不仅可以提升巷道的安全性，还能节约支护成本，实现经济效益和安全性的双重提升。