不同长度下锚杆支护轴力分布模拟分析

周文龙

（晋能控股煤业集团有限公司四台矿，山西 大同 037000）

引言

锚杆支护属于煤矿巷道支护中的先进技术，不仅能加固围岩，提高围岩强度和岩体稳定性，还具有支护成本低、成巷速度快、支护效果好，可明显改善作业条件等优点[1]，因此，锚杆支护在煤矿巷道中拥有广泛的应用前景。在煤矿地质一定的情况下，锚杆支护效果的好坏往往取决于支护参数，其中比较关键的参数就是锚杆长度，因此，分析研究不同长度下对锚杆支护轴力的受力影响，确定锚杆合理的长度取值范围，不仅能增强围岩的稳定性和煤矿开采的安全性，也可达到节约成本的目的。

1 锚杆支护的机理

锚杆支护是借助于围岩内的杆体，改变围岩的强度和力学状态，达到在巷道围岩内形成一系列稳定的承载结构，通过与围岩的相互作用，实现保护巷道的目的[2]。锚杆支护机理可概括总结为：悬吊作用是将易破坏的围岩层通过锚杆固定在不易破碎围岩层的下方，整体就像悬吊起来；减跨作用是锚杆的嵌入不仅改变了跨距，且增加了变形的难度。组合梁作用是锚杆的嵌入使相邻层之间的距离减小，层与层之间更加密集，大幅提升了层间的摩擦作用力。拱形压缩带作用是锚杆的嵌入使岩层加固，应力情况发生了改变，降低了变形率的发生。楔固作用主要是基于锚杆嵌入后的效果，来避免围岩沿着弱面发生移动而破坏，从而提高其稳定性。最大水平应力是在巷道变形中起着决定性的作用，它一定程度上决定着顶底板的变形情况。……