赵韦韦

(山西潞安集团 慈林山煤业有限公司，山西 长治 046605)

锚杆支护是巷道开挖过程中应用较为广泛的支护方法，对开挖后的顶板进行锚杆支护能极大地提升顶板的稳定性，保证煤炭安全开采。软岩条件下巷道围岩变形较大，若不采用支护措施，软岩巷道极易发生冒顶、片帮等安全事故，许多专家对锚杆支护及软岩巷道稳定性进行研究。康红普[1]从理论、实践两个角度出发，对成套锚杆支护技术进行了研究；侯朝炯[2-3]基于室内试验的方法对锚杆支护后，锚固体对巷道围岩的控制程度进行了分析；张拥军[4-5]对锚杆支护的作用范围进行了分析。

本文以离散元理论为基础，建立软岩条件下巷道开挖及工作面回采的3DEC数值计算模型，研究锚杆支护对软岩巷道顶板稳定性的提升作用。

1 离散元理论

离散元法同其它数值模拟方法区别在于是否存在节理面。节理面变形对岩体力学性质及其稳定性具有重要影响，由于节理面厚度远小于其平面上的尺度，一般不用应力-应变曲线表示其变形规律，而是采用应力位移关系表征其变形规律。节理面变形主要体现两个方面：1) 垂直于节理面的闭合或张开。2) 沿节理面方向的剪切滑移变形，因此，节理面本构关系的主要研究内容是结构面应力与其法向变形和切向变形的关系。考虑节理面沿剪切方向为各向同性时，结构面上作用有两个应力：法向应力σ和剪切应力τ，对应的法向位移δn和切向位移……