394 北京科技大学学报 2005年第4期 200 浅部离层曲线 形成的锚固体系充分发挥了作用. 目150 5.3锚杆与锚索受力 100 由锚杆与锚索受力曲线（图9）可知：(1)顶锚 杆轴向受力最大值为49.3kN,最小为26.9kN,表 深部离层曲线 0 明顶板锚杆处于良好的锚固状态：(2)两帮锚杆受 0 10 20 3040 506070 力最大值44kN,稳定后随着时间的变化，其载荷 时间d 波动不大：(3)锚索轴向受力最大值为142.5kN, 图8锚网索支护巷道顶板离层位移曲线 Fig.8 Displacement curves of the roof with the support of a cable 随着掘进工作面的推进和巷道变形的趋稳，其轴 and bolting system 向力也趋于稳定 50 (a)顶锚杆 50 b)帮锚杆 左帮 40 40 160@锚索 30 左 120 30 右 右帮 230 80 10 10 40 04 8 12162024283236 0 4 8121620242832 0 5 1015 2025 时间d 时间/d 时间d 图9锚杆与锚索轴向受力随时间变化曲线 Fig.9 Radial force curves of cable and bolt with time 6结论 (4)确定的支护设计方案经过大量的工业性 试验表明，采用锚网（索）耦合支护技术，不仅改 (1)采用工程地质学和现代力学相结合的方 善了巷道的支护状况，提高了掘进速度，降低了 法，研究了镇城底矿煤层巷道围岩的工程地质条 支护成本，而且给采煤工作面的快速推进创造了 件和工程岩体的力学特性，确认镇城底矿2、3煤 良好的安全生产条件， 层围岩为弱膨胀性、含软弱夹层、节理化不稳定 软岩，即JS复合型软岩. 参考文献 (2)通过对该矿现有支护形式和巷道破坏情 [山何满潮，景海河，孙晓明.软岩工程力学.北京：科学出版 社，2002 况的详细调查、统计，运用软岩工程力学原理将 [2]FLAC(3.3)User's Manual.Itasca Consulting Group Inc.Min- 镇城底矿2和3煤层围岩的变形力学机制确定为 nesota,1996 IeⅡ。I,ΠIIlcAIIIA. [3]何满潮，李春华，王树仁.大断面软岩酮室开挖非线性力 (3)采用FLAC”进行了各种支护方案的优化 学特性数值模拟研究.岩土工程学报，2002,244)：483 [4]何满潮，王树仁.断层构造控制的岩巷稳定性及其支护 分析与参数设计，并根据巷道围岩变形量测结 矿山压力与顶板管理，2003,20（增）：14 果，反馈优化了相应的支护设计方案. [5]何满湖，王树仁.大变形数值方法在软岩工程中的应用. 岩土力学，2004,252：185 Bolt-net supporting technique for a gateway with JS composite roof WANG Shuren,HE Manchao,FAN Xinmin 1)Innovative Base of Geotechnical and Geothermic Engineering.China University of Geoscience,Beijing 100083,China 2)Geotechnique Institute,China University of Mining and Technology,Beijing 100083,China ABSTRACT Based on engineering practice and amounts of geological survey analysis,combined with the theory of engineering geology and the principle of large deformation mechanics,the compound deformation mechanics mechanism of soft rock with tiny swelling and structure-deformed type(JS)was affirmed in the roof of coal road- ways in Zhenchengdi Coal Mine,China.FLAC was used to analyze the mechanical measures and optimize support parameters while the deformation mechanical mechanism of soft rock transforming from compound to simple.The results of field experiments showed that the compound supporting of bolt-wire mesh-anchor has successfully solved many difficult problems for years in coal roadways of Zhenchengdi Coal Mine. KEY WORDS soft rock;support;bolting system;numerical simulation;large deformation· 3 9 4 . 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 0 5 年 第 4 期 浅部离层曲线 \ _ \ 深部离层曲线 O L一一 -曰` 一一一司` -一一司一 上 l 0 10 2 0 3 0 4 0 50 6 0 7 0 时间 d/ 图 8 锚 网索支 护巷道 顶板 离层位 移曲线 R .g S D州 a c e . e o t e u r v e s fo 山 e ro fo 侧比 伍 e s u P o rt o f a ca 加 。 a n d bo l如 g , y , 加 . 形 成 的锚 固体 系 充分 发挥 了作用 . .5 3 锚杆 与锚 索 受 力 由锚 杆与 锚 索受 力 曲线 ( 图 9) 可 知 : ( l) 顶锚 杆 轴 向受力 最大 值 为 49 . 3 kN , 最 小为 26 .9 kN , 表 明顶板锚 杆 处于 良好 的锚 固状 态 ; (2) 两 帮锚杆 受 力 最大 值 4 kN , 稳定 后 随着 时间 的变 化 , 其载荷 波 动不 大 ; (3 ) 锚 索轴 向受 力最 大 值 为 142 .s kN , 随着 掘进 工作 面 的推 进和 巷道 变形 的趋 稳 , 其 轴 向力 也趋 于稳 定 , 珊150 50 口ó匕ù咧噢超 5 0 4 0 乡{ 二 卯帮锚杆 厂夔多一— - 罗卜一 — / 一 ~ 一了 一 一 ~ 一 夕/ 右帮 加5043100 n à n 内、, ù ` 长屏尽习、Z 时 间d/ 6 结 论 时间 d/ 时 间d/ 图 , 锚 杆与锚 索轴 向受 力随时 间变化 曲线 R g . 9 R a id a l fo rt e c u vr e s of e a b le a n d b o l t w i ht it m e (4) 确定 的支 护 设计 方案 经 过大 量 的工业 性 ( l) 采 用 工程地 质 学和 现代 力 学相 结 合 的方 法 , 研 究 了镇城 底矿 煤 层巷 道 围岩 的工程 地质 条 件和 工程 岩 体 的力学特 性 , 确 认镇 城底 矿 2 “ 、 #3 煤 层 围岩 为弱 膨胀 性 、 含 软弱 夹层 、 节理 化不 稳 定 软岩 , 即 SJ 复合 型 软岩 . (2 ) 通 过对 该 矿现 有支 护 形式 和 巷道 破 坏情 况 的详 细 调查 、 统 计 , 运用 软 岩工 程 力学 原理 将 镇城 底矿 2 #和 3 “ 煤层 围岩 的变 形力 学机制 确 定为 I C 11 B 11 n l 队lI e I^ L ^ . (3 ) 采用 F L A C ZD 进行 了各 种 支 护方 案 的优 化 分析 与 参 数 设 计 , 并 根 据 巷道 围岩 变 形量 测 结 果 , 反馈 优 化 了相应 的支护 设计 方 案 . 试 验 表 明 , 采 用锚 网 ( 索 ) 祸 合支 护技 术 , 不仅 改 善 了巷道 的支 护状 况 , 提 高 了掘进 速 度 , 降低 了 支 护成 本 , 而且 给采 煤工 作面 的 快速 推进创 造 了 良好 的安全生产 条 件 . 考 文 献 何满潮 , 景海河 , 孙 晓 明 . 软岩 工程 力学 . 北京 : 科学 出版 社 , 20 0 2 F L A 口n( 3 . 3) U s er 怡 M an u a l . 1` 巧 ca C on 阳 h ign G r o u P ih c . M i-n n e s o t a , 19 96 何满 潮 , 李春华 , 王 树仁 . 大 断面软 岩碉 室开挖 非线性 力 学特性数 值模拟 研究 . 岩 土工程 学报 , 2 0 02 , 24 (4 ) : 4 83 何 满潮 , 王树仁 . 断层 构造 控制 的岩巷 稳定性 及其 支护 . 矿 山压 力与顶板 管理 , 2 0 03 , 2 0 (增 ) : 14 何满 潮 , 王树仁 . 大变 形数值 方法 在软岩 工程 中的应 用 . 岩 土力 学 , 2 00 4 , 2 5 (2 ) : 18 5 l5参132[]4][[ B o lt 一 n e t s uP P o rt i n g t e e hn iqu e of r a g at e w a y w iht J S e o m P o s ite or o f 环月刃G hS 二 n ’几月百 几血儿 ch ao z), 厂刁N 」舀九。 in 2) 1) I D卫l vo at i v e Bas e o f G e oet e h n i e al 助 d G e o ht e unr e nE g in e e r m g l Cb i n a U n i v ser iyt o f G oe s e i比 e e , B e ij in g l 0 00 8 3 , C h in a 2 ) eG ot e e hn i q u e nI st iut t e , C h in a U n i v ers ity of M i n i n g an d eT c h n o l o gy, B e ij in g 10 00 8 3 , C hi n a A B S T R A C T B as e d on e l l g l n e e irl l g P acr it c e an d am o u n t s o f g e O log i e a l s u vr e y a n a l y s i s , e om b in e d iw ht ht e ht e o yr o f e n g ien e r i n g g e o l o gy an d het P cn iP l e o f l ar g e de fo n n iat o n m e e h an i c s , ht e e o mP O nU d d e fo mr iat o n m e e h画 c s m e e h ha sm o f s o ft or ck w iht t i n y sw e l li n g a n d s 饭u c h lr e 一 d e fo mr e d yt P e ( J S ) w a s a if n n e d in ht e r o o f o f e o a l r o ad - w ay s in hZ en e h e gn d i C o al M in e , C h i n a . F LA C w as u s e d t o an a l y ez het m e hc ha e a l m e a s u r e s an d o Pt im 止e s u PP ort P a r a n l e et sr w h il e het d e fo mr at ion m e e h a n i c a l m e e h耐sm o f s o ft r o ck tr an S fo n n i n g fr 0 m e o m P o nU d ot s l m P 1 e . hT e r e s u l t s o f if e l d e xP e r l力压e nt s s ho w e d t h at het e o l n P o un d s u P P o rt i n g o f b o -lt 嫩 er m e s h 一 acn ho r h a s suc e e s s fu l ly s o l v e d m an y d i if e ult P r o b l e m s fo r y e ar s in e o al or a dw ay s o f Z h e n e he gn id C o a l M i n e . K E Y WO R D S s o ft r o e k ; s uP P o rt ; b o lt i n g s y st e m ; 刀u n l ier e al s im u lat i o n : l a r g e de fo n iat o n