锚杆支护参数的数值模拟分析与确定

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1、万方数据第23卷第4期采矿与安全工程学报V01．23No．42006年12月JournalofMining&SafetyEngineeringDec．2006文章编号：1673—3363(2006)04—0398—04巷道锚杆支护参数的数值模拟分析与确定伍永平，杨永刚，来兴平，解盘石(西安科技大学能源学院，教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室，陕西西安710054)摘要：石嘴山一矿+600m轨道巷处于复杂应力环境中，其合理的支护形式及参数的确定值得深入分析．为了给现场锚杆支护参数的设计提供理论依据，采用有限元软件ANSYS对该轨道巷锚杆的支护参数进行研究．在研究中摒弃了目前大多以应力一应变为

2、分析对象的做法，从模型的不同映射路径入手，分析了巷道发生塑性破坏的区域，划分了巷道周边的安全系数等级．数值计算结果与现场监测信息表明，巷道底部和角部是破坏程度相对较大的区域，将数值模拟结果应用于施工能够取得良好的支护效果．关键词：复杂应力环境；塑性；安全系数；ANSYS中图分类号：TD353文献标识码：ANumericalSimulationandofBoltParametersofDeterminationRoadwaysWUYong—ping，YANGYong—gang，LAIXing—ping，XIEPan-shi(SchoolofEnergyEngineering，KeyWestern

3、ChinaLaboratoryforCoalExploitationDevelopmentandSafetyfortheMinistryofEducation,Xi’anUniversityofScience＆Technology，Xi’an，Shaanxi710054，China)Abstract：ThetracktunnelattheJevelof+600minShizuishanNo．1coalminehasacomplexstresscondition．Therefore，reasonablesupportingformandsupportparameterswereworthyofs

4、tudying．BoltparametersofthetracktunnelweresimulatedbyusingthefinitesoftwareANSYSinordertoprovideatheoreticalbasisfordesigningsupportparameters．Inthispaper，theprevailingmethodofregardingstress—strainasanalysisobjectatpresentwasspurned．However，thezoneofplasticfailurearoundtheroadwaywasanalyzedthroughd

5、ifferentmappedpathsofmodelandthesafetyfactorlevelaroundtheroadwaywaspartitioned．Thenu—mericalsimulationandin-situmonitordatashowthatthemoreseverelybrokenareasareatthebottomandcornerofroadways．Goodsupporteffectcanbeachievedafterapplyingtheresultofnumericalsimulationtoin—situconstruction．Keywords：comp

6、lexstresscondition；plasticanalysis；safefactor；ANSYS锚杆作为一种“主动”支护手段，以其独特的力学效应、简便的施工工艺和经济的造价，在地下工程支护中得到越来越广泛的应用．煤矿锚杆支护设计方法已经从过去简单的经验法、计算法，发展到以数值计算、现场监测为基础的动态信息反馈设计法．但是，目前我国许多矿区还是以经验法为主，再收稿日期基金项目作者简介通讯作者加上复杂围岩环境条件的随机性及锚杆施工过程的隐蔽性，使得锚杆支护参数难以确定，锚杆支护的合理性、安全性无法保证．宁夏煤业集团石嘴山一矿目前开采深度已达750m，是中国西北地区开采最深的矿井之一，矿压显现

7、非常剧烈，巷道底鼓严重，支护困难，影响了2006——06——06教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET-04—972)伍永平(1962一)，男，陕西省汉中市人，教授，博士，从事矿山压力及开采方法方面的研究杨永冈0E-mail：yy90919@126．comTel：13227794816万方数据第4期伍永平等：巷道锚杆支护参数的数值模拟分析与确定安全生产．+600m轨道巷是38区煤炭资源开采