关于煤巷锚杆支护设计传统方法多以工程类比法与理论分析法为主。然而,当前采用这两种设计方法已经难以适应当前煤巷支护实践作业多元化应用需求。因此,结合西山煤电矿区——镇城底矿南一下组采区井皮带巷工程作为实例,对其皮带巷锚杆支护设计采用的数值模拟设计新方法进行了简单分析,以期为业界人士提供一定考量依据。 含水层水是工作面充水的主要因素，随着工作面的掘进，顶板裂隙增加，顶板灰岩水会沿顶板裂隙和锚杆、锚索孔流入工作面内[1]。上组煤22107、22109工作面（均已回采）无采空积水，工作面北部同层28109采空积水面积为11008m2，积水量为9907m3。正常情况下，工作面仅有滴水、淋水现象。预计工作面正常涌水量为5~10m3/h，最大涌水量为30m3/h。4.3数值模型根据试验28107面地质条件，建立相应的FLAC3D数值模型[2]，模型尺寸为单元和109585个节点，如图1所示。选取第一测站的测试数据，最大水平主应力σH=11.34MPa，最小水平主应力σh=6.22MPa，垂直主应力σV=9.3MPa。在建模过程中严格照地质剖面图的尺寸，坐标系采用直角坐标系，XOY平面取为水平面，Z轴取铅直煤巷锚杆支护初始设计-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港液压滚圆机滚弧机倒角机方向，并且规定向上为正，整个坐标系符合右手螺旋法则。三维模型的边界条件上部为自由边界，四周和底部采用铰支。5临近采空区和无采动影响时皮带巷围岩应力分布特征煤层围岩结构在开挖工作进行前属于一种应力图1数值模型开挖以后主要利用自有垮落法来处理采空区顶板部位。此时，采空区上部围岩承载力逐渐会向周围转移分布，从而在其周围形成一种承压带，同时作业面斜上、斜下处会生成侧向支撑压力，本文由全自动弯管机公司网站网站采集转载中国知网整理! http://www.wanguanji158.com 及作业面后方的剩余支撑压力。因此，此时随之而来的问题则是考虑侧向支撑压力会如何分布。也就是说，只有重点考虑采空区掘进工作进行时会产生的皮带巷围岩应力分布如何才是重点。如图228107临近28109采空区时煤柱中支承压力的分布曲线。从图2可以得出结论：当28109作业面回采后，使得采空区煤体结构中应力状态相对集中。故而，此时如果对28107皮带巷予以掘进，皮带巷则会受到煤柱内剩余的支撑压力对其作用。图中可以直观反映出，作业面采动以后，煤柱中的侧向支撑压力峰值已经达到48MPa，且集中应力系数处于5.1，而另一侧的皮带巷临近煤柱的支撑压力最大支撑则为22.4MPa，集中应力系数达到了2.4，同时，相离煤柱胶原的一侧巷帮支撑达到了17.3MPa，且集中应力系数处于1.86[2]。由此可见，当作业面采动后必然会对其煤柱应力分布，包括巷道围岩受力分布产生影响。当皮带巷周围无采动影响时，皮带巷煤柱内支承压力最大为13.8MPa，而临近采空区时，皮带巷煤柱内支承压力最大为22.4MPa，应力增加程度达62%。临近采空时，巷道围岩应力出现了增加，但是在巷道围岩自稳性很好的状况下，影响会大大降低，特别是当煤柱留设宽度较大时，能够较好地保持稳定，区别于2.3号煤层中的动压巷道。6结论锚杆预紧力是巷道支护质量的关键因素，必须及时施加足够预紧力，锚杆外露长度不作为施工质量的考核指标，但必须控制好钻孔深度，尽量保证锚杆外露长度不超过50mm，并严谨按照设计要求进行操作，才能进一步保障煤巷锚杆支护的作业效果。参考文煤巷锚杆支护初始设计-数控滚圆机滚弧机折弯机张家港液压滚圆机滚弧机倒角机本文由全自动弯管机公司网站网站采集转载中国知网整理! http://www.wanguanji158.com