软岩巷道扩孔锚固机理及支护控制数值模拟研究

王志; 尹延春; 赵同彬; 马静敏; 武文宾

doi:10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.03.005

山东科技大学学报（自然科学版） ›› 2021, Vol. 40 ›› Issue (03) : 35 -43. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2021.03.005

软岩巷道扩孔锚固机理及支护控制数值模拟研究

王志, 尹延春, 赵同彬, 马静敏, 武文宾

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摘要

针对深部煤矿巷道应力复杂、软弱围岩变形较大的问题,提出一种端部扩孔锚固方法,通过理论模型及数值计算,分析了端部扩孔锚固界面应力分布、脱锚长度扩展及端面挤压应力分布;研究了不同锚固方式巷道围岩变形、应力集中特征。结果表明:相比于常规锚固,界面剪应力在拉拔端附近先增大后减小,且在扩孔起点处附近也存在一个峰值,整体分布形态上呈现双峰值特征;在相同拉拔荷载下,扩孔锚固脱锚长度明显减小;扩锚端面可提供一定挤压抗力,沿扩锚端面径向向外逐渐降低,随扩孔直径增大,挤压抗力明显上升;扩孔锚固巷道顶板变形量比常规锚固降低了36%,巷帮应力集中系数降低了37%;在保证相同巷道稳定性控制效果前提下,扩孔锚固排距可按1.3倍进行布置,有效降低了锚固施工量。