基于岩体安全系数的巷道协同锚固支护方法研究.pdf

第 42 卷 第 6 期 岩石力学与工程学报 Vol.42 No.6 2023 年 6 月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering June ，2023 基于岩体安全系数的巷道协同锚固支护方法研究 1 2 2 3 李 干 ，陶志刚 ，孙晓明 ，朱 淳 (1. 宁波大学 土木与环境工程学院 岩石力学研究所，浙江 宁波 315000 ；2. 中国矿业大学(北京) 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室， 北京 100083 ；3. 河海大学 地球科学与工程学院，江苏 南京 210000) 摘要：为解决煤矿洞室锚固支护参数选取难题，提出基于不同安全系数下围岩塑性区分布特征的支护参数选取方 法。通过离散元数值模拟技术，将岩块及结构面中的黏聚力、内摩擦角，按照折减系数进行赋值计算，得到不同 安全系数情况下围岩失稳区域范围。根据支护及现场实际要求，分析锚固段位置与安全系数之间的关系，从而实 现协同支护，定量获得支护参数。研究结果表明：依据强度折减方法，能够有效识别巷道交叉点等复杂洞室风险 区域，并可以得到各部围岩安全系数的分布特征。在支护设计方案中，应该保障短锚杆锚固段在安全系数大于 1 的 区域，顶部及两帮腰部等重要部位的长锚索锚固端设置在安全系数大于2 的区域，中隔墙采用双控锚索其加固范 围为安全系数小于 1.3 区域。协同支护加固下，实测交叉洞室围岩最大变形值为 2.9 cm ，矩形回采巷道变形最大 值 27.5 cm ，数值计算结果与现场实测结果最大误差仅为0.5 cm，均表明该支护设计方法可靠性较强，为煤矿巷道 洞室支护参数定量化设计提供科学依据。 关键词：采矿工程；强度折减；安全系数；协调锚固支护；煤矿洞室围岩 中图分类号：TD 32 文献标识码：A 文章编号：1000 –6915(2023)06 –1395 –10 Study on the method of roadway cooperative anchor support based on rock mass safety factor 1 2 2 3