巷道支护不同参数对锚杆性能的影响分析

刘伟军

（山西潞安郭庄煤业有限责任公司，山西 长治 046100）

引言

某矿5107 工作面地质构造简单，煤层中没有断层，顺槽有较深的埋藏，巷道围岩的应力较大，岩石普氏系数不高，岩石强度较低，顺槽岩层包括灰色页岩、暗灰色粉砂岩、暗灰色细沙岩三种岩层。

1 锚杆参数的确定

在开采过程中，煤层受上覆采空区和煤柱的影响，加上临近工作面开采动压的影响，使5107 工作面出现剧烈的矿压显现现象，随着掘进深度的增加，巷道底板出现底鼓，围岩出现变形，严重影响工作面的安全开采[1]。在掘进前期，对5107 顺槽进行锚杆支护，采用钢筋树脂锚杆，锚杆直径为18 mm，长度为1 800 mm，锚杆间排距为700 mm×700 mm。

2 支护参数的模拟研究

2.1 模拟方案

根据5107 顺槽的实际情况，建立工作面的数值模型，模型长30 m，宽10 m，高20 m，对模型上方的约束采用垂直应力，对其他部分的约束采用固定位移[2]，提出几种模拟方案，如表1 所示。

表1 巷道支护模拟方案

2.2 帮部支护的模拟研究

在模拟方案中，除了方案1 没有对帮部进行支护，其他方案都进行了帮部支护，对比方案1 和方案2，对巷道两帮的移近量进行对比，发现在对帮护进行支护后，两帮的移近量从472.42 mm 减少到227.84 mm，减小约50%，锚杆支护效果较好，巷道围岩的稳定性有所提高，因此，在高应力巷道中，对帮部进行锚杆支护。

2.3 顶板锚杆间排距的模拟研究

模拟方案中方案2、方案3、方案4 采用排距不同的锚杆支护方式，为了找到合适的锚杆排距，对比不同锚杆间排距支护方案下顶底板的移近量，发现锚杆间排距从900 mm 增加到1 100 mm，巷道顶底板的移近量从345.03 mm 增加到543.25 mm，增加了约59%，而巷道的水平移近量变化相对较小。……