压力扩散型锚杆支护效应的研究分析李晓波（晋能控股煤业集团四台矿，山西大同037000）摘要：随着煤矿矿井开采深度及长度的延伸，对锚杆的锚固支护效果要求也逐渐提高，压力扩散型锚杆可有效地提高锚杆的支护效果。采用有限元仿真的形式建立巷道掘进的支护模型，对压力扩散型锚杆的支护效应进行分析，并与常规应用的拉力型锚杆进行对比分析。应用结果表明，压力扩散型锚杆的轴力作用相对于拉力型锚杆有轻微减小，而对位移的控制效应可减小14.5%，可有效地提高锚杆支护的效果，对于煤矿的支护安全具有重要的作用。关键词：锚杆；压力分散；轴力；位移；锚固效果中图分类号：TD353.6文献标识码：A文章编号：1003-773X（2023）06-0057-020引言煤矿进行井下开采的过程中，随着采煤深度及长度的不断扩展，对巷道的锚固技术要求也逐渐提高，成为巷道掘进研究的重点。在巷道锚固的实际应用中，锚杆锚固的方式由于具有较好的锚固效果及便于施工的特点[1]，被煤矿企业广泛应用。在巷道锚固支护中普遍采用拉力型锚杆，通过锚杆将拉拔力传递给锚固体，通过锚固体与围岩的机械作用或摩擦作用于拉拔力平衡，实现对巷道的锚固支护[2]。随着矿井深度及长度的延伸，拉拔力不断增加，依靠增加锚固长度的方式会造成锚杆的锚固力出现一定的滞后性，对锚固效果的作用有限。采用压力扩散型锚杆进行支护[3]，在相同的锚固长度下，其抗拔力可提高30%以上，具有较好的锚固效果。压力扩散型锚杆的使用研究较少[4]，对其支护效应的评价不足，采用有限元仿真分析的形式对压力扩散型锚杆的支护效应进行分析，并与拉力型锚杆的支护效应进行对比分析，从而掌握压力扩散型锚杆的支护效应变化规律[5]，对压力扩散型锚杆的支护进行设计，保证煤矿巷道的支护安全。1压力扩散型锚杆支护效应分析模型的建立压力扩散型锚杆的支护体系主要由支护桩、钢绞线及扩大头的锚固体组成，如图1所示，锚固体通过嵌板将拉拔力作用进行分散，锚固段承受压力作用[6]。这种支护方式的承载能力较高，锚固体承受压应力作用，可以提高锚固体的抗拔力作用。在对矿井巷道掘进的过程中，地质中存在的地下水会造成渗流或者孔隙水压力的变化，都会对巷道的支护效应产生影响，针对存在流固耦合作用的巷道支护效应进行仿真分析。采用FLAC3D软件进行压力扩散型锚杆及拉力型锚杆的锚固效应进行分析[7]，FLAC3D软件具有多种材料的本构模型，可针对流固耦合、沿途变形等非线性问题进行准确地分析。在FLAC3D软件中锚杆通...
