高 瑞 ，宁掌玄 ，陈 序

(1.山西大同大学 煤炭工程学院，山西 大同 037000；2.山西省煤炭地质 115勘察院，山西大同 037000)

随着我国浅部煤炭资源的逐步枯竭，井工煤矿开采深度正以平均8～12 m的速度逐年递增。深部巷道支护技术在近些年取得了可喜的发展，但有效的支护方式仍是采矿工程中的薄弱环节。采矿行业一直公认深埋巷道的支护是世界性难题[1-8]。随着开采深度的增加，围岩出现软岩、破碎岩层占比增加的趋势[9-10]，常规锚杆在此种围岩支护过程中锚固力下降、支护强度减弱、锚杆孔壁塌孔、锚杆断裂，巷道支护效果难以保证，出现“支不住、易断裂”的现象[11-13]，甚至因巷道变形失稳发生冒顶片帮等灾害事故，造成大量人员伤亡和巨额财产损失[14-17]。本文以深部煤层巷道的支护为研究对象，利用FLAC3D软件数值对比分析深部煤层软岩、硬岩开挖巷道截面切片的塑性区、巷道围岩位移、锚杆轴应力的差异，提出针对深部巷道支护的一种新型全胀式全锚护壁锚杆的结构设计。新型锚杆可以有效提高锚杆和围岩的耦合承载能力，减少围岩孔壁变形及塌孔现象的产生。该研究有助于完善深部软岩巷道支护的理论，为软岩巷道的支护提供了参考依据。

1 软岩、硬岩巷道开挖数值模拟

1.1 建立数值分析模型

运用FLAC3D软件建立1个三维模型，本构关系为Mohr-Coulomb。模型埋深500 m，尺寸为100 m×50 m×50 m,共划分108 050个网格，模型中开挖5 m×5 m的巷道。开挖巷道过程中采用D22 mm×2 000 mm的锚杆及时支护,支护方案为：巷道顶板5根锚杆，两帮各用同型号的3根锚杆支护,间排距1 250 mm×1 000 mm。……