张玉攀

（同煤集团燕子山矿技术科，山西 大同 037300）

煤矿开采巷道采用锚杆支护，其支护结构的优良直接关系到巷道的稳定性，采用锚杆数量越多，巷道支护越稳定，但随之而来的是支护时间和成本的增长，对煤矿开采的高效率形成了牵制[1-2]。相反，锚杆数量少虽然可以减少支护成本，但其支护稳定性可能会受到影响，出现冒顶、片帮和坍塌事故更是损失严重[3-4]。所以对于煤矿巷道的支护应选择合理的巷道支护结构，在保证安全的基础上尽可能的节省成本。本文采用多目标进化优化设计方法对巷道锚护进行了研究，围绕支护质量、成本和时间进行优化分析，以实现巷道锚护的最优方案选取。

1 锚护网络构架多目标数学模型

1.1 决策变量

在锚护网络设计过程中，要尽可能的考虑安全、成本和效率三方面问题，本文将以支护质量、成本和时间三个目标为函数来进行分析，需要建立三目标优化模型，并通过数学算法进行模型分析[5]。支护质量和支护网络关系复杂，因此将围岩变形量作为分析支护质量的参考量，其包含顶底板和帮部移近量，创建模型对支护质量进行反映[6]。综合考虑煤矿巷道支护时间状况，以锚杆配合锚索组合支护为研究，将支护影响要素作为决策变量，主要包含支护核心参数，设决策变量为x={x1,x2......,xn}，其中参数分别为锚杆直径、锚杆长度、锚索布置形式、锚索的直径、锚索和锚杆的排距比值、锚杆顶部间距、锚杆的排距、锚杆帮部……