FLAC3D模拟下软岩煤巷新型支护优化：玻璃钢锚杆与预应力锚索的对比研究

该研究聚焦于红庙煤矿，这是一个典型的软岩煤巷矿井，面临巷道围岩压力大、受水化影响严重、巷道变形问题突出的情况。原有的螺纹钢锚杆支护在后期常出现变形垮落的现象，为此，研究者提出了采用新型玻璃钢锚杆与预应力锚索的联合支护策略。通过FLAC3D这一强大的数值模拟软件，构建了一个36米宽、32米高的巷道模型，简化了巷道的物理特性，假定岩体为连续、均质且各向同性的介质，仅考虑开挖引起的应力场变化。 在建立模型时，初始条件设定为只考虑岩体自身重力，边界条件则包括自重应力的应力边界和位移边界，以反映真实采矿环境中的应力传递。锚杆和锚索采用锚索单元进行模拟，这些单元的参数包括材料属性、几何形状等。研究的关键在于对比两种不同支护方式的效果，即螺纹钢锚杆单独支护与玻璃钢锚杆和预应力锚索联合支护。 数值模拟结果显示，无论哪种支护方式，巷道围岩都表现出明显的塑性区域分布特征，形状类似“风筝”。然而，联合支护下的安全支护系数普遍大于1，表明联合支护能够提供更好的稳定性，低安全系数区域范围较小，这显著提高了支护的安全性和有效性。因此，研究结论认为采用新型玻璃钢锚杆与预应力锚索联合支护可以有效改善红庙煤矿软岩煤巷的支护问题，从而提升巷道的稳定性和工作效率。这项研究对于软岩矿井的支护优化具有重要的参考价值，强调了数值模拟在矿井工程中的应用和决策支持作用。