煤炭工程

作者：朱洪涛

单位：中煤科工集团国际工程有限公司，北京 100013

关键词：围岩应力 , 矩形巷道 , 复变函数解法 , 支护优化 , 数值模拟,

针对矩形巷道断面形状容易造成应力集中这一情况，以王才伙盘煤矿火烧区影响下的3202 工作面回风巷道为工程背景，基于复变函数理论建立矩形巷道围岩应力的力学模型，研究得到巷道围岩应力的复变函数解及其塑性区范围，分析了巷道宽高比和侧压系数对应力分布的影响以及影响巷道围岩塑性区发育的因素。在此基础上提出了综合支护方案，即优化锚杆（索）支护、使用工字钢架棚抑制巷道表面变形和注浆提高围岩力学性质等。研究结果表明，矩形巷道围岩应力分布呈明显的非均匀性变化，巷帮肩角部位应力集中现象显著。塑性区发育呈现典型的“X”形分布特征，这种破坏模式与巷道角部区域的应力重分布过程存在显著耦合关系。优化支护方案大幅提高了围岩应力集中区的稳定性，减少了巷道顶板和两帮的变形，有效控制了巷道围岩变形，支护体与围岩之间形成了良好的耦合效果。经现场工程实践验证，采用优化支护方案后，顶板下沉量为37mm，两帮缩进量为19mm，控制效果显著。

来源：2025年第2期

《煤炭工程》期刊编辑部

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