第12期 周跃峰等：基于灰色模糊理论的巷道锚网支护设计与优化 ,1181, 成一个整体，巷道周边岩体的塑性区发展得到了有 有不同的优化支护方案，但是针对不同评价指标的 效抑制.顶部和两侧少量煤体屈服和受拉破坏，且 优化方案并不能够使整体的支护效果最优，同时还 处于锚杆长度控制范围内，煤体稳定，将锚网联合 应考虑支护成本、施工工期等成本性指标，可以采用 支护技术应用于薄顶破碎顶煤巷道支护，是矿山巷 灰色模糊关联理论进行综合决策，优选最佳方案. 道支护技术发展的一种新的探索与实践，本文介绍 的支护技术已经在窑街煤电公司天祝矿正式投入使 参考文献 用，确保了正常生产和安全，取得了良好的经济 [1]袁嘉祖.灰色理论与方法，北京：科学出版社，1991：1 [2]郑宇，刘伟庆，邓民宪.地震直接损失的多因素灰色关联分析 效益， 自然灾害学报，2002,11(4)：106 4结论 [3]黄福昌，兖州矿区煤巷锚网支护技术，北京：煤炭工业出版 社，2000,83 (1)在采空区下、破碎薄顶煤环境中开挖巷道， [4]宋宏伟.破裂岩石锚固组合拱承载能力及其合理厚度探讨 顶煤水平应力很低，巷道顶板自然成拱机制较弱，自 中国矿业大学学报，1997,26(2)：33 稳性较差，且顶板易产生整体纵向变形，在顶板隅角 [5]李常文，周景林，韩洪德·组合拱支护理论在软岩巷道锚喷设 计中应用.辽宁工程技术大学学报，2004,23(5)：33 处出现剪切滑移和抽冒，设计时应以控制变形为主 [6]刘文卿.实验设计.北京：清华大学出版社，2005：64 要思路，提高围岩的整体性和局部抗剪能力 [7]吴顺川，高谦，刘福军.二次动压巷道支护设计与参数优化· (2)针对煤层整体破碎的情况，可以采取全长 北京科技大学学报，2006,28(3)：215 粘结锚杆的支护方式，对巷道进行及时有效的加固 [8]石振武，柳鹏，基于模糊数学和灰色关联的工程项目评标方法 措施，尽量减少无支护的暴露时间，有效地改善围岩 研究.森林工程，2006,22(1)：55 [9]谢秋菊，钱自立应用灰色模糊综合评价方法优选水库正常 的应力环境，施工时可采取喷浆、悬挂金属网等措 蓄水位方案.水利水运工程学报，2006(4)：59 施防止小块破碎煤体垮落伤人， [10]李安贵，张志宏，孟艳，等.模糊数学及其应用，北京：冶金工 (③)对于不同的评价标准，支护时都分别对应 业出版社，2005,125 Design and optimization of bolt and wire mesh support for a tunnel based on the grey fuzzy theory ZHOU Yuefeng,WANG Jin'an2),HU Jianjun) 1)Civil and Environment Engineering School.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China 2)Mining and Safety Engineering School.China University of Mining Technology,Xuzhou 221000.China ABSTRACI In order to solve the mechanical problems during tunnel-supporting design under the mined gob with a thin roof coal seam,orthogonal experiments with 7 factors and 3 levels including 27 numerical simulations were carried out.The influence of the key factors on the tunnel stability was analyzed and corresponding opti- mized schemes were chosen according to 3 evaluation standards.The grey fuzy theory was utilized to make comprehensive evaluation and overall optimizing design.Cost factors such as supporting expense and construction time were considered during the study.The stress transformation,displacement character and failure mechanism of wall rock after support were analyzed,and a feasible construction plan was established.After utilizing the in- troduced supporting technique formally in Tianzhu Mining Zone of Yaojie Coal-electricity Inc.in China,favor- able economical benefit is brought. KEY WORDS tunnel;bolt and wire mesh;grey correlated;fuzzy成一个整体‚巷道周边岩体的塑性区发展得到了有 效抑制．顶部和两侧少量煤体屈服和受拉破坏‚且 处于锚杆长度控制范围内‚煤体稳定．将锚网联合 支护技术应用于薄顶破碎顶煤巷道支护‚是矿山巷 道支护技术发展的一种新的探索与实践．本文介绍 的支护技术已经在窑街煤电公司天祝矿正式投入使 用‚确保了正常生产和安全‚取得了良好的经济 效益． 4 结论 （1） 在采空区下、破碎薄顶煤环境中开挖巷道‚ 顶煤水平应力很低‚巷道顶板自然成拱机制较弱‚自 稳性较差‚且顶板易产生整体纵向变形‚在顶板隅角 处出现剪切滑移和抽冒．设计时应以控制变形为主 要思路‚提高围岩的整体性和局部抗剪能力． （2） 针对煤层整体破碎的情况‚可以采取全长 粘结锚杆的支护方式‚对巷道进行及时有效的加固 措施‚尽量减少无支护的暴露时间‚有效地改善围岩 的应力环境．施工时可采取喷浆、悬挂金属网等措 施防止小块破碎煤体垮落伤人． （3） 对于不同的评价标准‚支护时都分别对应 有不同的优化支护方案‚但是针对不同评价指标的 优化方案并不能够使整体的支护效果最优‚同时还 应考虑支护成本、施工工期等成本性指标‚可以采用 灰色模糊关联理论进行综合决策‚优选最佳方案． 参 考 文 献 ［1］ 袁嘉祖．灰色理论与方法．北京：科学出版社‚1991：1 ［2］ 郑宇‚刘伟庆‚邓民宪．地震直接损失的多因素灰色关联分析． 自然灾害学报‚2002‚11（4）：106 ［3］ 黄福昌．兖州矿区煤巷锚网支护技术．北京：煤炭工业出版 社‚2000：83 ［4］ 宋宏伟．破裂岩石锚固组合拱承载能力及其合理厚度探讨． 中国矿业大学学报‚1997‚26（2）：33 ［5］ 李常文‚周景林‚韩洪德．组合拱支护理论在软岩巷道锚喷设 计中应用．辽宁工程技术大学学报‚2004‚23（5）：33 ［6］ 刘文卿．实验设计．北京：清华大学出版社‚2005：64 ［7］ 吴顺川‚高谦‚刘福军．二次动压巷道支护设计与参数优化． 北京科技大学学报‚2006‚28（3）：215 ［8］ 石振武‚柳鹏．基于模糊数学和灰色关联的工程项目评标方法 研究．森林工程‚2006‚22（1）：55 ［9］ 谢秋菊‚钱自立．应用灰色模糊综合评价方法优选水库正常 蓄水位方案．水利水运工程学报‚2006（4）：59 ［10］ 李安贵‚张志宏‚孟艳‚等．模糊数学及其应用．北京：冶金工 业出版社‚2005：125 Design and optimization of bolt and wire mesh support for a tunnel based on the grey-fuzzy theory ZHOU Y uefeng 1）‚WA NG Jin’an 1‚2）‚HU Jianjun 1） 1） Civil and Environment Engineering School‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China 2） Mining and Safety Engineering School‚China University of Mining Technology‚Xuzhou221000‚China ABSTRACT In order to solve the mechanical problems during tunne-l supporting design under the mined gob with a thin roof coal seam‚orthogonal experiments with7factors and3levels including27numerical simulations were carried out．The influence of the key factors on the tunnel stability was analyzed and corresponding opti￾mized schemes were chosen according to 3evaluation standards．The grey-fuzzy theory was utilized to make comprehensive evaluation and overall optimizing design．Cost factors such as supporting expense and construction time were considered during the study．The stress transformation‚displacement character and failure mechanism of wall rock after support were analyzed‚and a feasible construction plan was established．After utilizing the in￾troduced supporting technique formally in Tianzhu Mining Zone of Yaojie Coa-l electricity Inc．in China‚favor￾able economical benefit is brought． KEY WORDS tunnel；bolt and wire mesh；grey correlated；fuzzy 第12期 周跃峰等： 基于灰色模糊理论的巷道锚网支护设计与优化 ·1181·