巷道支护参数的优化及数值分析

吴多华^1,2，乔卫国^1,2，宋伟杰^1,2，李伟^1,2

1. 山东科技大学土木建筑学院2. 山东省土木工程防灾减灾重点实验室

摘 要：巷道支护参数的优化不仅要考虑围岩的稳定性,还要考虑经济成本。支护参数与围岩稳定性和经济成本之间都存在着不明确关系,因此在支护过程中,很难在既保证巷道围岩稳定性,又能控制经济成本情况下得到具体的支护参数。通过设计正交试验方案,运用FLAC3D数值模拟软件得到巷道围岩的垂直收敛位移量和两帮收敛位移量,通过极差和综合加权评分法分别求出各支护参数的影响主次顺序和最优水平组合。结果表明:各支护参数对围岩稳定性和经济成本影响的主次顺序依次为喷射混凝土厚度(因素D)、锚杆直径(因素C)、锚杆长度(因素B)、锚杆间排距(因素A),最优水平组合为A4B1C2D3。通过对进风行人大巷矿压监测得到此最优水平的支护参数,能有效保证围岩稳定性,并且每支护5 m巷道比之前节省1 875元,为巷道支护提供了重要的参考依据。

关键词：支护参数;优化;经济成本;正交试验;最优水平;