谷拴成，王 盼，杨超凡

（西安科技大学 建筑与土木工程学院，陕西 西安 710054）

煤炭作为我国的主要能源支柱，对国家经济起着举足轻重的作用[1]。在煤炭开采中，如何快速安全实现巷道支护显得尤为重要。由于锚喷支护施工速度快、支护效果好、造价经济，因此被广泛应用[2]。巷道锚喷支护设计方法的丰富与改进经历了漫长的研究过程，因早期理论研究的滞后，使得巷道锚喷支护设计普遍使用工程类比法。随着原位测试技术与计算机技术的发展，理论计算法、现场监测、非线性大变形力学设计法及数值模拟等多种方法开始应用于巷道支护设计中[3-9]。现阶段，对于圆形巷道围岩变形及锚杆支护的研究已有较为成熟的理论[10-15]，因此在矩形巷道支护设计中，常将矩形巷道等效为圆形或椭圆形巷道来研究围岩变形及应力分布规律，从而对巷道锚杆进行分析设计。廖保明等[16]基于弹塑性力学理论，采用等效椭圆法，确定了矩形巷道锚杆（索）支护参数。冉金林等[17]基于围岩松动圈理论,运用等效圆法和压力拱法计算得出巷道顶板松动圈范围，并对锚杆、锚索参数进行设计。宋涛[18]以柠条塔煤矿S1201工作面回采煤巷为依托,基于等效椭圆的巷道设计方法对回采巷道进行支护设计研究。以上研究促进了锚杆支护设计的发展，但也存在少许不足，即圆形巷道围岩变形规律与矩形巷道不同，并不能准确反映矩形巷道锚杆受力情况，使支护设计产生误差。……