软岩巷道锚杆孔孔底增孔锚固方式及扩孔参数研究

张伟光¹，陈全君²，刘少伟³，王鹏¹，史家斌¹

1. 新疆工程学院采矿工程系2. 新疆工程学院发展规划处3. 河南理工大学能源与科学工程学院

摘 要：针对软岩巷道围岩变形控制问题,结合巷道围岩传统锚固系统锚固力计算方法,分析了围岩孔底增扩锚固的可行性,并给出了一种增扩锚固系统锚固力计算方法,得到了影响扩锚系统锚固力的主要因素为扩孔形状,稳定性受增扩部位围岩承载能力决定;采用理论力学和材料力学的方法建立了圆柱体增扩、倒圆台体增扩、圆台体增扩的简化力学模型,提出扩孔角θ<45°时倒圆台体增扩最优,绘制了倒圆台体增扩部位承载区域围岩应力σb与扩孔参数的二元函数关系曲线,得到了最佳扩锚长度L为130 mm、最佳扩孔角θ为15°、最佳扩孔直径D为100 mm;最后采用数值计算的方法对理论分析结果进行了验证,理论推导与模拟结果吻合。研究结果补充了软岩巷道孔底最佳扩孔参数精确理论计算方法的不足之处,为扩锚技术在软岩巷道支护中的推广应用提供理论依据。

关键词：软岩巷道;增扩锚固;倒圆台体;围岩变形;