李智生

（山西焦煤西山煤电集团公司，山西 太原 030053）

1 概况

杜儿坪矿72911 工作面埋深平均为614.5 m，走向长1375 m，倾斜长249 m，煤层均厚2.3 m，倾角平均6°。基本顶为K6 粉砂岩，均厚3.93 m；直接顶为砂质泥岩，均厚1.94 m；直接底为细粒砂岩，均厚1.00 m；基本底为K5 粗砂岩，均厚4.67 m。两顺槽均为矩形巷道，宽4.2 m，高3.0 m。

2 锚杆支护理论分析及关键参数的确定

2.1 巷帮破坏深度

（1）巷帮破坏深度按照式（1）计算确定：

式中：C为巷帮破坏深度，m；Kσ为应力集中系数；σcc为被巷道切割的煤层单轴抗压强度，MPa；γ为巷道上覆岩层的平均容重，取25 kN/m3；H为巷道埋深，取614.5 m；α为煤层倾角，取平均值6°；hc为被巷道切割的煤层厚度，取2.3 m；l为巷道切割煤层的最大宽度，取4.2 m；μ为煤体泊松比；φ为煤层内摩擦角。

应力集中系数Kσ可由式（2）确定：

式中：KS为与巷道断面形状有关的应力集中系数，矩形巷道取2.3；Kα为受临近工作面采空区影响系数，按式（3）确定。

式中：x为煤柱实际宽度，取26 m；σrm为基本顶单轴抗压强度；h为采高，取2.3 m；hi为直接顶厚度，取1.94 m。煤层单轴抗压强度为12 MPa，泊松比为0.38，内摩擦角为50°，基本顶单轴抗压强度为60 MPa。将上述参数代入公式（3）中，得到Kα=1.09；代入式（2）中，得到Kσ=2.51；代入式（1）中，得到巷帮破坏深度C=1.43 m。

2.2 巷道顶板破坏高度

顶板为均质岩层时，巷道顶板破坏高度b由式（4）确定：

式中：a为巷道的半跨距，取2.1 m；C为巷帮破坏深度，由前述计算得到为1.43 m；λ为侧压系数，根据地应力测量获得，λ=0.69；σcr为顶板岩层单轴抗压强度，取直接顶岩层的单轴抗压强度40 MPa；Ky为顶板岩层完整系数，按照式（5）确定。

式中：D1为顶板岩层节理间距，取0.3 m；D2为顶板岩层分层厚度，先取直接顶厚度，为1.94 m。……