于永政 吴起 徐进 张宝林 张显

(1.江苏安全技术职业学院 江苏徐州 221000； 2.江苏煤矿安全监察局安全技术中心 南京 210024；3.常州工程职业技术学院 江苏常州 213164)

0 引言

在巷道开掘以前，未经采动的岩体通常处于弹性变形状态[1-2]；巷道掘进后，巷道围岩应力由三向应力状态转变为双向应力状态[3-4]。巷道交叉点一般需要经历多次掘进施工，巷道交叉点岩体经历多次“扰动—重新分布”的影响作用，造成掘进后的围岩破碎，承载能力下降。交叉点处第二条巷道掘进后，围岩内应力集中系数比第二条巷道开掘前增大 40%～50%[5-7]。同时，由于巷道交叉点断面较大，应力易在巷道交叉位置集中，造成交叉点岩体的进一步破坏，承载能力、峰值强度和残余强度降低[8]。由于交叉点岩体破碎程度高，目前较常采用锚杆或砌碹的方式进行支护，但在破碎煤体中，锚杆锚固力小，支护作用降低，而砌碹支护施工复杂，劳动强度大，也不利于监测围岩变形。采用锚杆支护结合预应力对穿锚索加固巷道交叉点岩体，可显著提高交叉点岩体的整体性，改善其力学性能，提高巷道交叉点围岩控制效果。

1 对穿锚索支护机理分析

1.1 半平面体力学计算分析

由于锚索的预紧力通过锚索托盘作用于巷道交叉点岩体表面，为了研究预应力锚索作用下巷道交叉点岩体的应力状态，根据弹性力学中的半平面体理论，可认为托盘整体向岩体表面施加均匀压力，简化为研究半平面体在边界上受法向分布力作用时的弹性问题。……