不同巷道布置方向对锚杆支护轴力的分布研究

张 璟

（山西焦煤集团临汾宏大矿业有限责任公司，山西 临汾 041000）

1 锚杆支护机理分析

1）对巷道顶板的支护作用。当巷道出现垂直方向应力大于水平方向时，会导致巷道顶板的中间或肩角位置出现裂缝，并在自身重力的作用下，破碎岩石掉落并发生顶板冒落，采用锚杆支护可起到加固破碎岩层的作用。

2）对两侧帮部的支护作用。煤层帮部的形变破损会导致煤帮与巷道顶、底板以及煤帮内部发生形变破损，通过锚杆的锚固作用，在巷道两侧帮部可形成具有承载力的锚固层，可承受来自外界的压力和变形。

3）煤层帮部对顶板的稳定性作用。当巷道围岩发生破坏时，会造成煤块破碎甚至剥落，通过加强两侧帮部支护，可保证巷道顶板的稳定。

因此，锚杆支护的机理中就有最大水平应力理论，而巷道顶板的稳定性主要与水平应力有关，且当巷道顶板与最大水平应力夹角不同时，对顶板的影响也不同[1]。

2 地应力与巷道布置轴向的描述

地应力是决定巷道和岩体稳定性的关键因素，地应力的形成比较复杂，包括重力作用、构造应力、水压力等，其中自重和构造应力是地应力的重要组成部分。一般在矿井埋深-100~-1 200 m内，最大水平主应力基本大于垂直应力，即是以水平应力为主导地位的地应力场。且根据相关文献[2]可知，影响煤矿巷道稳定性的主导应力就是最大水平主应力，且最大水平主应力的值越大，其相应的最小水平主应力值反而就越小，这也就表明水平应力对巷道稳定性的影响要远远大于垂直应力。……