锚杆间距对大型硐室围岩支护效果的数值模拟研究

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基于数值模拟分析的软岩巷道锚杆支护技术研究

的整个剖面上是等值的，如果巷道是圆形的剖面，且围岩在水平与垂直向的受力都相等，则该措施给出
板主要是以泥岩为主，但包括少量砂岩，底板主要是
以泥岩为主，围岩硬度为６．５～７．５，煤层的硬度约
坏的部分需要进行重新支护Ｊ。所以，迫切需要
研究一种符合要求的巷道支护方式，以确保深部软
岩巷道的支护稳定。
之所以要做到巷道支护在刚度方面的耦合，是由于锚杆作用在围岩上之后，与围岩结合成一体来共同受力，在共同受力时，锚杆和围岩会一起出现变形，为使围岩应力均匀分布、且变形一致，所以，须做到支护体和围岩二者间的刚度耦合；如果支护的刚
为２。
的数据是正确的，且利于实际作业；然而在支护时遇到的巷道剖面几乎都是圆拱形、半圆拱或矩形，且围岩在水平与垂直向的受力是不相等的，所以，随着巷
２耦合支护机制研究
２．１支护技术概述
道剖面的位置不同，支护体承受的围岩作用力也不同，也就是在各部分支护体等强的情况下，会引起支
近年来，我国煤矿掘进巷道中，软岩巷道占１／１０左右，随着开采逐渐趋于复杂区域，深度日益增加，预计在未来数年内，这一比重将会上升至２／１０左

锚杆参数对围岩稳定性影响的数值分析

也有同步折减关系，式（5）和（6）是两者折减系数
间换算关系。式（4）中 ω 是强度折减法中安全系数
的定义。强度折减有限元方法的基本原理是将岩体强
度参数黏聚力 c 和内摩擦角 φ 同时除以一个折减系数 ω，得到一组新的 c 和 φ 值，作为新材料参数输入，进行试算；当计算不收敛时，对应的 ω 为隧道的最大稳定安全系数。
摘要：结合强度折减法对隧道开挖过程中围岩稳定性进行模拟分析，研究了随着折减系数的变化，隧道围岩塑性区
的变化情况。对于不同的工况，通过对锚杆参数（锚杆长度、锚杆间距和锚杆直径）的模拟比较，得出锚杆长度对改
善围岩稳定性效果最明显，其次是锚杆间距，最后是锚杆直径。结合后云台山隧道工程实例，分析后云台山隧道开挖
───────
收稿日期：2010–04–20
250
岩土工程学报
2010 年
1 计算基本理论
有限元强度折减法是有限单元法与极限平衡分析
法的结合，不仅可以计算内力、位移、塑性区等，还
可以确定洞室的安全系数和潜在的滑裂面。
边坡稳定极限平衡方法采用 Mohr–Coulomb 屈服准则，安全系数定义为沿滑动面的抗剪强度与滑动面
锚杆支护参数对隧道围岩稳定性影响主要采用数值力学分析方法进行研究，因为改变锚杆支护诸参数中任何一个参数，对隧道围岩稳定性都存在不同程度的影响，要获得这些参数的最佳值，需要进行大量的试验。显然，通过实测或相似材料模拟实验很难做到这一点，相反数值力学分析方法特别适用于分析各种因素的影响规律。为了分析锚杆支护参数对巷道围岩稳定性影响规律，建立数值分析模型进行力学分析。
图 3 不同锚杆间距工况下围岩安全系数 Fig. 3 Safety coefficient for different anchor spacing

不同间排距锚杆下围岩巷道蠕变数值模拟及研究

不同间排距锚杆下围岩巷道蠕变数值模拟及研究李猛【摘要】本文利用ABAQUS软件，利用更适合模拟岩石材料的D-P准则，模拟巷道在高应力软岩中，不同的间排距锚杆对巷道变形的抑制效果，定量的分析了围岩的蠕变情况，通过与淮南潘一东区8103巷道的实际检测情况进行对比，得出模拟结果是可行有效的，对于巷道治理有一定的参考价值。

%This paper uses Abaqus software, under the more suitable for the simulation of rock material D-P criterion, simulation of different spacing bolt inhibition effect on the de-formation of roadway in high crustal stress, analysis of creep of surrounding rock, through a comparison of the actual detection and Huainan pan beam area 8103 roadway, we find the simula-tion is feasible and effective, have some reference value for the treatment of roadway.【期刊名称】《四川建材》【年(卷),期】2013(000)006【总页数】3页(P73-74,77)【关键词】岩石蠕变;高地应力;锚网喷;ABAQUS;D-P准则【作者】李猛【作者单位】安徽理工大学理学院，安徽淮南 232000【正文语种】中文【中图分类】TD263.11 研究背景自20世纪90年代以来，我国煤矿的开采深度以20～30 m/a的速度向深部挺进，大量的超深矿井、千米深井不断涌现。

随着开采深度的加大，地应力的增强，软岩巷道甚至是浅部的硬岩巷道，均表现出变形大、支护难的特点。

地下工程预应力锚杆支护数值模拟分析

地下工程预应力锚杆支护数值模拟分析摘要：现有支护方式、支护构件和协同支护理论为基础，在不考虑原岩应力的条件下，应用FLAC3D模拟软件对锚杆、锚索不同预应力值匹配方案进行模拟支护，获得合理预应力值匹配方案，并进行实地实验，获得良好支护效果。

关键词：协同支护；预应力；数值模拟前言我国煤炭企业支护成本高的主要原因：一是受锚杆预应力低影响，巷道开挖后，无法向巷道围岩提供足够大的及时支护力，围岩失去承载能力，增加锚杆支护密度；二是一味追求高强度、高刚度的支护构件，并未考虑各支护材料之间的协同，加大施工难度和增加支护材料浪费，降低掘进效率，间接增加支护成本。

1 锚杆、锚索预应力协同支护原理1.1 协同支护原理协同支护是基于对各支护构件中各因素考虑，合理匹配各个因素，使得充分发挥各支护材料的性能与作用，所产生的总力量远大于各支护材料的力量总和，充分体现协同支护的优越性与支护本质。

协同支护可分为广义协同支护和狭义协同支护。

而广义协同支护包括围岩、环境与支护体的协同效应、不同支护体的协同效应以及同一支护体支护参数间的协同效应。

1.2 锚杆、锚索预应力协同支护原理锚杆、锚索协同支护被作为协同支护的重要组成部分，由于预应力值对协同支护至关重要，因而将二者的预应力值匹配作为主要变量进行研究。

巷道开挖后，预应力锚杆及时向巷道围岩提供支护力，改变顶板受力状态，抑制锚固区围岩产生离层、滑动和新的裂纹等，使围岩处于受压状态，形成组合梁结构提高围岩抗压和抗剪能力。

2 杆锚索预应力值匹配方案模拟2.1 模拟方案在不考虑原岩应力的条件下，应用有限差分计算软件FLAC3D对锚杆、锚索预应力引起的锚杆、锚索预应力场进行模拟，通过在巷道围岩中形成的压应力值和压应力场范围求得二者合理预应力匹配值。

巷道为矩形，宽×高=3.0m×2.0m，巷道直接顶、基本顶分别为粉砂岩、泥岩，平均厚度分别为3.26、30.85m。

巷道布置在煤层中，沿顶板掘进。

关于爆炸波作用下,坑道洞室围岩锚固间距合理选择的数值模拟试验

关于爆炸波作用下，坑道洞室围岩锚固间距合理选择的数值模拟试验摘要:通过ANSYS10.0/LS-DYNA动力分析软件对处于Ⅲ类围岩情况下且拱顶距爆源中心15m、跨度为10m的坑道洞室采用固定锚杆长度而变换不同加锚间距的加固方案进行了动力响应参数的比较分析,通过分析不同加固方案的坑道洞室动力响应指标(拱顶、底板相对位移),探索了洞室抗爆加固加锚间距的合理化选择方法。

关键词:爆炸波;洞室围岩;锚固间距;合理选择;数值模拟引言近年来,几场高科技局部战争的实践表明:精确制导武器的广泛应用已成为国际军事打击舞台上愈演愈烈的主导趋势,深侵彻、大威力钻地武器的战略威慑作用严重威胁着地下重要指挥防护工程的生存能力[1]。

关于爆炸波作用下地下锚固结构的支护参数合理选择问题进行深入细致的研究有其必要性,但也存在诸多困难,实地试验的最大缺点是需要过大的经费投入,而缩尺比例模型试验又存在较大的误差引起试验结果难以与实地情况相吻合[2],因此数值模拟仿真试验就成为理论研究界所钟爱的一种研究手段。

本文基于数值模拟试验比较出不同锚杆间距对洞室围岩的抗爆加固效果,对国防地下坑道的围岩加固施工具有一定的参考价值和指导意义。

1.材料模型设计本文所要模拟的实体模型是结构形式为处于Ⅲ类围岩情况下跨度为10m(取直墙高为3m,即跨高比为1.25)的直墙半圆拱结构的某地下工程动荷重段洞室,模拟钻地弹爆炸装药量级为等效TNT117.5kg的集中装药在埋深3.5m的拱顶正上方岩体介质内从装药中心处静止状态点式起爆,拱顶距装药爆源中心距离为15m。

建模时假设模拟原型关于爆心中心前后、左右对称,取原模型的l/4建立有限元模型,具体尺寸如图所示。

模型尺寸设计:(单位:m)图1 模型尺寸设计示意图注:图1中a为洞室半跨;h为洞室高度;s为添加的裂隙结构面弱化区厚度,即破裂松动区厚度。

洞室模型尺寸:宽×高×厚=9m×28.71m×0.5m,a=5m,h=8m,s=1.4m1.1、炸药材料模型的建立炸药单元采用实体单元SOLID164。

锚杆支护效应的数值模拟

｛厨
４８１２Ｅ％／
４８１２Ｅ％／
腰
４８２１Ｅ％／
１一无锚杆；—２２根锚杆； —１３根锚杆；—３４根锚杆
图１岩石试件配置锚杆的强度试验
抗剪能力从而提高了围岩锚固区的Ｃ值和值，尤其是在节理发
４结语
－
通过文中的分析与探讨，提出地基变形的计算公式。同时提
出几种减少地基不均匀沉降及其危害的几种措施，可供设计与施
工人员参考。１条的要求，）两楼之间又不允许留距离时，应采用悬挑基础的方参考文献：式解决，如条基加挑梁或筏基加挑梁，不论是哪一种悬挑方式，都［］１黄冬梅．软土地基处理之浅见［］山西建筑，０４３（）２ — Ｊ．２０，０３：７必须先满足变形和强度的要求，地基净反力必须满足声 ≤ １２．ｆ２．８
锚喷支护是地下工程中一种主要的支护类型，它从２纪中等强度岩石及坚固岩石中，０世使试件受压。试验结果见图１证明，而５０年代问世以来，随着现代支护理论和新奥法的进展而发展起配置锚杆后的试件强度提高，且在软岩中提高的效果更加明来。其中锚杆的主要作用是在施工过程中起到及时加固、限制塑显。
性区的发展，岩体能保持较好的连续性和整体性，而能够很使从
好的起到自承作用… １。文中尝试采用有限元方法模拟锚杆的支护效应。
１锚杆的作用及破坏形式
锚杆的力学作用效果归纳起来有如下几方面：

全长粘结锚杆数值模拟及在岩坡支护的应用

全长粘结锚杆数值模拟及在岩坡支护的应用摘要：利用大型通用有限元软件ABAQUS对全长粘结锚杆在上拔力作用下的锚固效应进行模拟，利用SPRING弹簧单元模拟锚杆、砂浆及岩体之间的接触关系。

结果显示，锚杆应力分布曲线与理论结果吻合良好，证明SPRING单元能较为准确的反映全长粘结锚杆的锚固效应。

将该种锚杆应用于岩质边坡加固工程，利用强度折减法计算加固后边坡的稳定安全系数，锚固前后，安全系数从1.3增加至1.7，锚固效果明显。

关键词：全长粘结锚杆；弹簧单元；岩石边坡；有限元强度折减法1引言目前锚杆锚固技术的应用已越来越广泛，成为在岩土工程中的一门重要技术。

自20世纪70年代以来，众多学者通过现场监测、室内试验和数值模拟等手段对锚杆的锚固效应进行研究[1-4]，并得出了很多重要成果。

其中尤春安[5]利用Mindlin问题的位移解导出全长粘结式锚杆受力的弹性解，并讨论了这种锚杆的受力特征及其影响因数，促进了锚杆的理论研究。

随着计算机技术的飞速发展，数值模拟方法研究锚杆的锚固效应显现出强大的优势。

战玉宝等[6]采用数值模拟方法，利用实体单元模拟锚杆，分析了全长粘结锚杆在荷载作用下锚杆的剪应力分布规律。

本论文采用大型通用有限元软件ABAQUS模拟研究了锚杆在拉拔力作用下的的受力状态，采用采用SPRING单元模拟锚杆、砂浆与岩体之间的轴向和切向接触关系，得出了拉拔试验的锚杆应力分布曲线和端部的荷载位移曲线，模拟结果与实际吻合良好。

进而将该成果应用与岩质边坡的加固工程实例[4]，锚固效应明显。

2锚杆拉拔模型参数试件模型采用边长1000mm的立方体，在立方体中心设置锚杆。

锚杆和砂浆直径分别为24mm和30mm，锚固深度为500mm。

将锚杆和砂浆作为锚固体采用锚杆单元模拟，岩体采用空间八节点六面体单元，采用SPRING单元模拟锚固体与岩体之间的剪切变形，图 1 为模型的剖面及锚杆节点处弹簧滑块系统示意图。

将锚固体的每个结点分别在三个坐标方向上与岩体结点设置弹簧单元，其中沿着锚杆纵向的弹簧刚度为Ks，模拟全长砂浆锚杆与周围岩体的剪切特性，其余两方向弹簧刚度设为Kn，模拟接触面间的法向硬接触。

大断面巷道锚杆支护设计与围岩稳定性研究

大断面巷道锚杆支护设计与围岩稳定性研究【摘要】针对利民煤矿Ⅱ011603工作面5.6m×4.0m大断面运输顺槽的实际生产地质条件，基于围岩力学性质、断面尺寸和采动影响等因素，提出四种可选方案，应用FLAC3D数值模拟计算四种方案，根据模拟效果初步确定支护方案，最后通过现场实测判断围岩的稳定性，验证设计方案的合理性和可靠性。

【关键词】大断面巷道锚杆支护围岩稳定性随着高产高效综采工作面机械化程度的提高，工作面的开采强度与产量大幅度增加，为满足通风、运输、大型设备的安装等要求，必须开掘大断面巷道。

随之而来的是巷道支护难度的加大和对支护技术的挑战。

大量的研究和实践表明，煤矿巷道在开挖以后，会在巷道围岩形成应力集中，当巷道跨度增加以后，应力集中程度会急剧增加，从而使控制巷道稳定的难度增加，尤其是复杂地质条件巷道更易于发生跨冒事故，从而影响煤矿的安全生产[1-6]。

本文结合利民煤矿Ⅱ011603工作面运输顺槽的实际生产地质条件，基于地质力学条件和数值模拟初步提出锚杆支护方案，通过现在实测顶底板、两帮移近量和顶板离层量验证支护方案的合理性。

1 生产地质条件试验巷道是神华乌海能源公司利民煤矿Ⅱ011603工作面大断面运输顺槽，布置在16#煤层中，沿顶板掘进。

16#煤层厚度3.34-8.67m，平均7.2m，煤层倾角3-12°，平均6°。

16#煤层结构复杂，含夹矸1～8层，一般3～4层，夹矸岩性为灰黑色泥岩、炭质泥岩。

顶板岩性灰黑色泥岩、砂质泥岩为主，局部为粉砂岩、细粒砂岩；底板岩性以细粒砂岩为主，局部为砂质泥岩。

16#煤层破坏载荷24KN，抗压强度12.5MPa，直接顶岩性砂质泥岩，破坏载荷38KN，抗压强度20MPa，、老顶岩性为细粒砂岩（破坏载荷92KN，抗压强度50MPa）和砂质泥岩（破坏载荷26KN，抗压强度14MPa）。

煤层顶底板岩石的力学强度中等，以半坚硬岩石为主，稳固性中等。

预应力锚杆及其作用机理的数值模拟

对围岩形成的围压主要集中在靠近锚杆尾部的一端，而非两端，由此提出了高预应力端部锚固锚杆会在锚杆尾部形成加固
拱，并推导了该加固拱厚度与锚杆长度的近似关系。最后对预
应力锚杆的多种作用机理进行详细总结，可以得出，高预应力
４结语
２）在低围压下，围岩的强度对围压非常敏感，较小的围压
即可使围岩的强度有较大的提升。尤其是巷道周边，围岩的径
为锚杆施加的预紧力对于巷道的支护起到的作用非常关键，本文通过数值模拟软件ＦＬＡＣ３Ｄ数值模拟了端锚锚杆预应
具有粗大孔的材料因其水分不易存留，其吸水率常小于孔
隙率；而那些孔隙率较大，且具有细小开口连通孔的亲水性材料具有较大的吸水能力。材料内部除了孔隙的多少以外，孔隙的特征状态也是影响其性质的重要因素之一。材料的孔特征
生冻融循环的现象造成破坏。
技术研发
ＴＥＣＨＮ０ＬｏＧＹＡＮＤＭＡＲＫＥＴ
Ｖ０【＿２２，０．７，２０ｌ５
径向围压，使围岩的受力状态恢复为三向应力状态，从而提高
围岩的残余强度，提高了围岩的自承载能力。
成了统一的锚固体，具有一定的承载能力。
向应力几乎为０，锚杆群向围岩施加的径向围压，使其强度得
到较大提升。３）锚杆杆体本身具有较强的抗剪ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ用，锚杆群与围岩组成的锚固体，具有较大的抗剪切强度，减小了围岩切向应力集中

软岩巷道扩孔锚固机理及支护控制数值模拟研究

Vol>40 No>3 Jun>2021
软岩巷道扩孔锚固机理及支护控制数值模拟研究
王志12,尹延春12,赵同彬12,马静敏1,武文宾3
(1.山东科技大学能源与矿业工程学院，山东青岛266590； 2.山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地，山东青岛266590；
3.中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆400039)
1扩孔锚固模型及力学分析
1.1巷道端部扩孔锚固思路土层地基锚杆通常是通过地面打孔，将锚杆或钢筋笼打入地面一定深度，并浇灌水泥砂浆，凝固后形成
锚固体。扩孔锚杆在原技术基础上，通过可变直径刀具或脉冲爆破，在钻孔底部形成扩孔段，进而在底部形成锚固扩大端，从而提升锚杆锚固能力。
以土层扩孔锚杆为原型，考虑现有煤矿所用锚杆材料及技术，以及煤矿巷道围岩特性，提出一种具有实用性的煤矿用端部扩孔锚固思路：在原有锚杆钻孔的基础上，当常规尺寸钻孔到达一定深度后，深部进行扩大直径钻孔，对钻孔进行清孔后，将锚固剂填入钻孔，并将螺纹钢锚杆放入，待锚固剂凝固一定时间，拧紧端
(1. College of Energy and Mining Engineering , Shandong University of Science and Technology , Qingdao , Shandong 266590, China； 2. State Key Laboratory of Mining Disaster Prevention and Control Co-founded by Shandong Province and the Ministry of
钢棒支护成套技术，提高了锚杆强度与预应力。上述技术主要通过改进锚杆结构形式、材质及锚固方式等提高锚杆锚固力。

全煤巷道支护设计与数值模拟研究

全煤巷道支护设计与数值模拟研究摘要：以国内某大型煤矿1192综放工作面为工程背景，利用理论分析、RFPA 数值模拟软件等研究手段，探讨了全煤巷道的围岩稳定性，并设计了合理的巷道支护参数。

研究结果表明，全煤巷道的锚杆支护设计符合开采要求。

论文的研究对于类似开采条件下的全煤巷道支护设计具有一定的参考价值和借鉴意义。

关键词：综放开采全煤巷道锚杆支护数值模拟1、引言目前，锚杆支护方式在世界范围内得到了广泛应用，也是我国井工煤矿开采中巷道的主要支护方式之一。

但是对于不同巷道的工程实际差异，巷道支护参数也有较大的变化。

本文针对综放工作面的两条回采巷道支护，综合运用理论分析和数值模拟的方法进行支护参数设计，从而期望得到理想的支护效果。

2、工程背景某大型煤矿风井负担约30万t/a的生产能力，根据生产作业计划，编号为1192的工作面为该区域首采工作面，拟采用综采放顶煤技术开采，回采巷道沿主采煤层9#煤层底板掘进。

由于煤层赋存条件复杂，托顶煤厚度大，其上夹矸赋存不稳定，夹矸之上为近距离赋存的8#煤层，整体为复合顶板全煤巷道。

由于该工作面是新矿井区域的首采面，其顶板活动状态、矿压显现规律均不明确，需要研究试验其合理锚杆支护技术，以确保工作面的正常安全开采。

2.1 围岩力学性质分析2.1.1 煤层及顶底板赋存条件根据煤层顶底板柱状图、运输大巷和轨道大巷揭露资料，9#煤层的老顶为大青灰岩，厚3.25-8.72m，一般厚5-6m。

根据轨道上山揭露资料分析，岩层裂隙在垂向及横向发育不均一，岩层致密程度、硬度亦不相同，厚度一般在6.0m左右，中上部发育一层厚0.2-0.3m的中青灰岩，区内表现稳定。

9#煤为主采煤层，赋存稳定，煤层中部含3～4层厚度在0.2～0.5m的泥质夹矸。

-150水平以上煤层储量计算厚度在 3.61～5.87m间，区内一般厚度大于4.19m，最厚为6.15m，平均为4.86m。

煤层倾角8～17°，为缓倾斜较稳定煤层。

大断面巷道锚杆锚索联合支护的数值模拟

大断面巷道锚杆锚索联合支护的数值模拟蒋元男;李涛【摘要】In order to solve the problem of the deformation of surrounding rock in the large section roadway,the support scheme is designed by using the field test and numerical simulation method,the stress analysis of roadways by adopting supporting schemes is conducted by using FLAC2D numerical simu-lation method.The research results show that with the increasing of supporting strength,the stress zone of roof and coal pillars transfer to deep surrounding rock mass,the influence of abutment pressure of goaf to roof and lateral wall is decreased,the deformation of surrounding rock is decreased too.The characteris-tics of supporting schemes are analyzed,so,the reasonable supporting scheme is determined.The under-ground experience show that the large deformation of the surrounding rock mass of tailgate is controlled ef-fectively.%为解决大断面回风巷围岩变形量大的问题，采用现场测试、数值模拟的方法开展了支护方案设计，并采用FLAC2D数值模拟对各支护方案的巷道进行受力分析。

大跨度隧道开挖后锚杆支护数值模拟研究韩闪光

大跨度隧道开挖后锚杆支护数值模拟研究韩闪光发布时间：2021-09-09T07:43:29.185Z 来源：《防护工程》2021年16期作者：韩闪光[导读] 为进一步研究大跨度隧道开挖工法，扩大单次开挖断面以加快施工进度的优化设计方法，特将锚杆支护结构引入大跨度隧道开挖工法之中，数值模拟结果表明：锚杆支护工法的实质是将传统工法中核心土的“内撑”作用转化锚杆的“外拉”作用；对大跨度隧道采用三台阶锚杆开挖工法开挖要优于传统双侧壁导坑法；锚杆开挖工法的使用，能够延缓支护结构原有受力平衡被打破的过程，减小塑性区范围，提高围岩承载性能，是一种良好的大跨度隧道开挖工法。

韩闪光重庆交通大学土木工程学院重庆 400047摘要：为进一步研究大跨度隧道开挖工法，扩大单次开挖断面以加快施工进度的优化设计方法，特将锚杆支护结构引入大跨度隧道开挖工法之中，数值模拟结果表明：锚杆支护工法的实质是将传统工法中核心土的“内撑”作用转化锚杆的“外拉”作用；对大跨度隧道采用三台阶锚杆开挖工法开挖要优于传统双侧壁导坑法；锚杆开挖工法的使用，能够延缓支护结构原有受力平衡被打破的过程，减小塑性区范围，提高围岩承载性能，是一种良好的大跨度隧道开挖工法。

关键词：大跨度隧道；锚杆开挖支护；围岩承载性能1 引言随着地下工程技术的发展，地下洞室已经逐步朝着大跨度、大断面和深埋方向发展，对于大跨度隧道而言，常规的开挖工法是双侧壁导坑法和CRD法，此类方法的大多使用临时仰拱或中隔墙对拱顶的围岩起内支撑（内撑）作用，使拱顶下沉明显减少，有效抑制了围岩的变形。

但在大断面隧道中，常常由于分块太多，导致单次开挖断面小，在较小的开挖空间里，大型机械化设备被极大的限制了，需要小型机械设备进行施工，从而大大减缓了施工速度，使得地下洞室建设周期较长，且此类工法常常伴随着大量临时支撑的使用，且拆除后的临时支撑无法重新利用，从而需要投入较高的经济成本。

为解决大跨度隧道开挖过程中的以上问题，在保证施工质量的前提下，达到扩大单次开挖断面以加快施工进度的目的，锚杆支护支护结构在21世纪初期开始在煤炭开采行业应用00。

锚杆支护间排距优化模拟研究分析

锚杆支护间排距优化模拟研究分析
刘亮
【期刊名称】《机械管理开发》
【年(卷),期】2024(39)1
【摘要】锚杆支护是进行巷道掘进中重要的支护方式,对维护煤矿的安全具有重要的作用。

针对某煤矿围岩变形的问题,采用探地雷达进行实际测量,并以此对所使用的锚杆长度进行优化,选择3m长锚杆进行支护,对不同锚杆间距及排距作用下围岩的变形进行仿真模拟,对围岩的变形量进行统计。

结果表明,锚杆支护的间距及排距不同对巷道围岩不同位置的影响作用不同,在间距700mm、排距800mm时巷道围岩的变形量最小,具有较好的支护效果。

【总页数】3页(P87-89)
【作者】刘亮
【作者单位】晋能控股煤业集团挖金湾虎龙沟综采队
【正文语种】中文
【中图分类】T452
【相关文献】
1.不同间排距锚杆下围岩巷道蠕变数值模拟及研究
2.煤巷锚杆支护间排距的合理选用
3.煤巷全锚支护锚杆间排距的合理选用
4.浅谈煤矿锚杆支护间排距的应用
5.屯兰矿2^#煤全锚杆支护合理间排距的确定
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隧道锚杆支护的数值模拟研究

第18卷第4期石家庄铁路职业技术学院学报VOL.18No.4 2019年12月JOURNAL OF SHIJIAZHUANG INSTITUTE OF RAILWAY TECHNOLOGY Dec.2019隧道锚杆支护的数值模拟研究王刚（中铁十八局集团有限公司天津30000）摘要：锚杆支护作为隧道支护的一种重要形式，应用广泛。

但对其支护功效的认识并不统一。

本文采用数值模拟方法，对比分析了不同工况的锚杆支护功效.研究结果表明：锚杆和喷混凝土同时施作时，减小围岩变形和塑性区的主要因素来源于喷混凝土支护，锚杆轴力受喷混凝土影响显著。

仅有锚杆时锚杆轴力沿洞周分布呈现“上、下大，左、右小”，而锚杆和喷混凝土共同支护时表现为“上、下小，左、右大”；锚杆与喷混凝土的计算模型单元是否连接在一起对单根锚杆轴力量值及其沿杆身分布影响显著。

在FLAC3D数值模拟中，采用全长粘结的cable单元模拟锚杆支护并不能有效改善围岩变形和塑性区分布，为充分体现锚杆加固围岩的作用，建议在施作cable单元的同时适当提高相应的围岩力学参数。

关键词：隧道锚杆喷混凝土数值模拟塑性区中图分类号：U455.7+1文献标识码：A文章编号：1673-1816（2019）04-0069-061引言悬吊理论、组合梁理论和组合拱（压缩拱）理论是锚杆支护的传统锚固机理理论，得到了广泛的应用，也为大家所广泛传播，几乎每一种比较全面研究与探讨锚杆支护的书籍都会对其加以介绍〔円。

然而，由于锚杆作用机制的复杂性，目前设计仍是以经验类比为主，锚杆究竟对保持隧道稳定性起到多少作用，或者说锚杆的支护功效，学术界对此认识并不统一，且已有专家学者认为锚杆在某些条件作用不大，建议取消。

谭忠盛等〔―］采用实际观测的方法对深埋、浅埋黄土隧道系统锚杆的作用效果进行了对比研究，得到了拱部系统锚杆作用效果不明显这一重要结论，并应用于工程实际。

陈建勋等［7】以哈尔滨绕城高速公路天恒山隧道为依托工程，通过监控量测的手段研究了高含水率土质隧道中取消系统锚杆的支护效果，研究结果表明取消系统锚杆，仅采用锁脚锚杆的情况下隧道初期支护的结构变形和受力均在允许范围之内，初期支护工作状态良好。

锚注联合支护效果的数值模拟研究

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面对锚注支护与常规喷锚支护的支护效果进行对比研究。研究结论：以具体工程为例，采用数值计算的方法对破碎软弱围岩条件下锚注支护与常规喷锚支护的支

煤矿掘进巷道锚杆支护技术探讨

煤矿掘进巷道锚杆支护技术探讨一、锚杆支护技术的原理锚杆支护技术是一种通过在巷道围岩中埋设锚杆，并利用锚杆与巷道围岩相互作用的力学原理来增强巷道的稳定性的支护方法。

其原理主要包括两个方面：一是利用锚杆对巷道围岩进行约束，增强其抗拉强度，二是利用锚杆与围岩之间的摩擦力提高巷道围岩的抗剪强度。

具体来说，通过在巷道围岩中埋设锚杆，可以有效地将巷道围岩进行约束，形成一个整体的支撑结构。

当巷道围岩受到外部荷载作用时，锚杆能够承担一部分荷载，从而减轻围岩本身的受力情况。

由于锚杆与围岩之间产生了摩擦力，这种摩擦力可以有效地提高围岩的抗剪能力，从而增强了巷道的整体稳定性。

1. 锚杆的选择在进行锚杆支护工作时，首先需要选择合适的锚杆。

一般来说，常见的锚杆材料有钢筋、钢管等，这些材料通常具有较高的抗拉强度和抗腐蚀能力，能够满足巷道支护的要求。

在选择锚杆时还需要考虑其长度和直径等参数，这些参数需要根据具体的巷道情况和支护要求进行合理的选择。

在选择好合适的锚杆后，需要进行锚杆的埋设工作。

通常情况下，埋设锚杆的深度需要根据巷道的围岩情况和设计要求来确定。

在进行锚杆埋设时，需要将锚杆按照一定的间距和深度埋入围岩中，并确保锚杆的埋设深度和间距能够满足巷道支护的要求。

在进行锚杆支护工作时，锚杆的固定是非常重要的一环。

一般来说，常见的锚杆固定方式有化学固化和机械固定两种。

化学固化是指在锚杆埋设完毕后，在孔道中注入特定的化学固化材料，通过与锚杆表面的摩擦力来加固锚杆。

而机械固定则是通过在锚杆的末端安装特定的固定件，将锚杆与围岩形成一个整体的支护结构。

1. 巷道掘进：在煤矿巷道的掘进过程中，锚杆支护技术可以有效地提高巷道的稳定性，减少巷道围岩的变形和破坏，保障矿工的安全。

2. 巷道加固：对于已经开采完成的巷道，如果存在一定的围岩松动和变形情况，可通过锚杆支护技术进行加固，提高巷道的承载能力和稳定性。

3. 矿井支护：在煤矿井下开采过程中，井壁的支护是非常重要的。