同煤集團(tuán)巷道支護(hù)理論計(jì)算設(shè)計(jì)方法(初稿)

1、 同煤集團(tuán)巷道支護(hù)理論 計(jì)算設(shè)計(jì)方法 （初稿） 生產(chǎn)技2009年8月 前 言 煤礦巷道支護(hù)有架棚、料石砌碹、錨桿等一系列支護(hù)形式，架棚和料石砌碹等支護(hù)是被動(dòng)支護(hù)，由于成本高、進(jìn)度慢、消耗體力大、支護(hù)效果差等原因逐漸被淘汰。而錨桿支護(hù)在煤礦巷道支護(hù)中占主導(dǎo)地位，是唯一能實(shí)現(xiàn)安全、快速、經(jīng)濟(jì)的一種支護(hù)形式。現(xiàn)在無論在國內(nèi)還是國外，煤礦巷道都優(yōu)先采用錨桿支護(hù)，錨桿支護(hù)已成為巷道支護(hù)發(fā)展的方向。 支護(hù)設(shè)計(jì)是巷道支護(hù)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)充分發(fā)揮錨桿支護(hù)的優(yōu)越性和保證巷道安全具有十分重要的意義。如果支護(hù)形式和參數(shù)選擇不合理，就會(huì)造成兩個(gè)極端：其一是支護(hù)強(qiáng)度太高，不僅浪費(fèi)支護(hù)材料，而且影響掘進(jìn)進(jìn)度；其二是支

2、護(hù)強(qiáng)度不夠，不能有效控制圍巖變形，出現(xiàn)冒頂事故。 目前，國內(nèi)外錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方法主要分為三大類：工程類比法、理論計(jì)算法和數(shù)值模擬法。工程類比法包括：根據(jù)已有的巷道工程，通過類比提出新建工程的支護(hù)設(shè)計(jì)；通過巷道圍巖穩(wěn)定性分類提出支護(hù)設(shè)計(jì)；采用簡單的經(jīng)驗(yàn)公式確定支護(hù)設(shè)計(jì)。 理論計(jì)算法基于某種錨桿支護(hù)理論，如懸吊理論、組合梁理論及加固拱理論，計(jì)算得出錨桿支護(hù)參數(shù)。由于各種支護(hù)理論都存在著一定的局限性和使用條件，而且很難比較準(zhǔn)確、可靠地確定計(jì)算所需要的一些參數(shù)。因此，依據(jù)理論計(jì)算所做的設(shè)計(jì)結(jié)果很多情況下只能作為參考。 隨著數(shù)值計(jì)算方法在采礦工程中的大量應(yīng)用，采用數(shù)值模擬法進(jìn)行錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)也得到了較快發(fā)展。與其他設(shè)計(jì)方法相比，數(shù)值模擬法具有多方面的優(yōu)點(diǎn)，如可模擬復(fù)雜圍巖條件、邊界條件和各種斷面形狀巷道的應(yīng)力場與位移場；可快速進(jìn)行多方案比較，分析各因素對(duì)巷道支護(hù)效果的影響；模擬結(jié)果直觀、形象，便于處理與分析等。數(shù)值模擬法已經(jīng)在美國、澳大利亞及英國等錨桿支護(hù)技術(shù)先進(jìn)的國家得到廣泛應(yīng)用。如澳大利亞錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)方法就是在巷道圍巖地質(zhì)力學(xué)測試與評(píng)估的基礎(chǔ)上，采用數(shù)值模擬分析結(jié)合其他方法提出錨桿支護(hù)初始設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行井下監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)驗(yàn)證、修改和完善初始設(shè)計(jì)