引言
在进行矿井开采的过程中，锚杆支护技术是保
障工程稳定和增加岩体强度的重要方式。锚杆支护的方法随着应用技术水平的提高得到了不同程度的提高，在进行锚固的过程中，由于岩层环境的复杂
性，使得锚杆的受力较为复杂，
不易直接进行锚固力的计算及测量[1]。锚固长度是影响锚杆支护能力的重要因素，锚固段长度的不同对于锚固的应力分布及锚固力大小具有重要的影响。采用数值分析的方
式对锚固长度不同时的锚杆锚固性能进行分析，从而优化锚杆的锚固长度，确定合理的长度设置，提高巷道的支护，保证煤矿等开采的工程质量，
提高煤矿安全性[2]。
1锚杆锚固特性分析模型的建立
在煤矿开采等工程应用中，由于地质环境的复杂性及对测试方法的不足，对于锚固性能的直接测
试手段有限，无法获得可靠的数据。
随着计算机模拟技术的发展，采用数值模拟的方式对工程问题进行模拟分析取得了广泛的应用，并且具有较好的稳定性、准确度及可操作性，是进行岩土工程分析的重要手段[3]。为分析不同锚固长度下的锚杆受力及围岩的应力变化，采用有限差分软件FLAC3D 进行模拟分析。
FLAC3D 模拟软件被广泛应用在岩土工程计算
领域的，包含多种的材料模型及计算模式，
动物尾巴图片可以快速方便地进行模拟计算分析。采用FLAC3D 软件对锚固性能进行分析，首先建立锚杆支护的模型。假定进行分析的模型岩层为同性材料，不考虑岩层的初始
应力作用，将锚杆设定为圆钢筋材质[4]。
在使用过程中，锚杆受到的拉拔作用力位于外露段的锚杆截面孔庆三
位置，通过锚固段结合锚固剂作用于岩体中，
形成多种介质组成的复合体。
化除
依据锚固长度不同的锚固区域不同，选定锚固长度50cm 时的计算模型规模（长×宽×高）为50
你的眼睛会说话
cm ×20cm ×40cm ，锚杆作用于模型的中心位置，
采用环形锚固剂进行固定，采用FLAC3D 进行实体建
模，并对模型进行网格划分处理，
得到如图1所示的锚固模型。研究在拉拔力作用下的锚杆的应力变化及围岩应力，将拉拔力作用设定为作用在端面的集
中力，采用接触面单元传递力作用，
采用同性弹性材料设置对锚固性能进行分析[5]。
2不同锚固长度的锚固性能分
析
在相同的拉拔应力下，设定作用于锚杆顶端的作用力为25kN ，选取锚固不同的锚固长度，同时在锚杆的锚固段中选取不同的测试点位置，进行锚杆应力的分布计算。如下页图2所示为在锚固长度为0.4m 时的测试点的位置布置。
对锚固长度为0.4m 时的锚杆应力进行计算，
得到如下页图3所示的轴向应力分布及曲线，从图3中可以看出，在锚固的长度较短时，锚杆的应力分布
较为均匀，从锚固段开始逐渐向着岩层深部减小，
同时与数值计算的结果对比可知，两者具有相同的变化趋势，且拟合结果相近。在起始点位置处的数值相
巷道支护中锚杆锚固长度不同时的锚固性能分析
曹
刚，潘小虎，刘
勇
（山西潞安郭庄煤业，山西
长治
046000）
摘
要：鉴于锚杆锚固长度的不同对于锚固性能具有重要的影响，
采用数值仿真的方式对不同锚固长度时的锚杆的应力及围岩的应力进行分析。结果表明，在锚杆支护时要结合围岩等特征进行选取锚固长度，同时，在锚固的起始段要加强锚固强度，以有效地提高锚固性能。关键词：锚杆支护
我的家族史锚固长度
锚杆应力
围岩应力
中图分类号：TM614
文献标识码：A
沧海一粟是什么意思文章编号：1003-773X （2021）04-0095-02
收稿日期：2020-11-20
第一作者简介：曹刚（1991—），男，本科，毕业于太原理工大学采矿工程专业，助理工程师，从事掘进工作面巷道支护工作。
DOI:10.16525/jki14-1134/th.2021.04.041
总第216期2021年第4期机械管理开发
MECHANICAL MANAGEMENT AND
DEVELOPMENT
Total 216No.4，
2021
图1锚杆支护锚固数值计算模型
机械分析与设计
第36卷
机械管理开发
*****************
差较大，这是由于在模型中存在一定的自由段设置，
载荷作用在自由段上，
产生应力的差值[6]。模拟结果能够反映应力的变化规律，进一步增加锚固的长度进行分析。
图4中所示为锚固长度为0.8m 时的锚杆应力分布及变化曲线，对比图3中的数值可知，随着锚固
感恩活动方案
长度的增加，锚杆的轴向应力传递范围增加，
且锚杆自身的最大应力值有所降低；在相同的拉拔载荷作用下，锚固长度的增加能够有效地降低锚固剪应力
的数值，同时锚杆的应力分布不均，
在前端区域的锚杆应力作用较大，产生一定的应力集中现象。同时，锚杆的应力变化数值与计算分析的趋势保持一致，正确地反映应力变化的规律
。
对锚固长度为0.4m 时的围岩应力进行分析，得到如图5所示的锚固剂-围岩的应力分布图。对不同锚固长度下的围岩应力进行分析可知，在稳定状态下，界面的剪应力分布集中，主要位于载荷作用近端的小部分区域内，剪应力的分布由近端到远端
呈指数状减小；锚固长度不同时，
随着拉拔载荷的增加，最大的剪切应力也逐渐增加，
其分布区域也随之增加，剪切应力的峰值向远端逐渐转移，
仍呈指数分布。在实际应用中，在锚固端口的位置应尽量保证强
度，保证起始段的锚固质量，
从而可以有效地降低围岩的应力作用，提高锚固性能。3结论
选用FLAC3D 有限拆分软件对不同锚固长度下的锚固性能进行分析：对锚杆的应力变化及围岩的
应力变化分析可知，在拉拔载荷相同的条件下，
锚固长度越短，锚杆的应力分布较为均匀，
随着锚固长度的增加，在锚杆的起始段位置出现一定的应力集中；
锚固长度较小时，围岩的应力数值较大，
应力分布均匀，随着锚固长度增加，围岩应力向着锚固的起始位置出现应力集中，向着深度方向呈指数减小的趋势。因此，在实际的工程应用中，应综合考虑围岩的地质条件，选取合适的锚固长度，并对锚固起始段的强度
进行加强，有效地提高了锚固质量，
保证了工程质量及安全。
参考文献
[1]龙景奎，杨风才，何敏，等.深部回采巷道超前压力区锚索梁协同锚固试验研究[J].采矿与安全工程学报，2003（4）：46-47.[2]
刘少伟，付孟雄，贾后省，等.煤矿巷道底板锚固孔钻渣尺寸特征实验研究[J].岩石力学与工程学报，2020，39（7）：1343-1355.
图2锚固长度0.4m 时的不同测试点位置分布图
3-2应力变化曲线
图3锚固长度0.4m 时的应力分布及变化曲线
4-2应力变化曲线
图4锚固长度0.8m 时的应力分布及变化
曲线
图50.4m 锚固长度时的围岩应力分布
锚固段
自由段
43210.3m
0.2m
0.1m
0m
6.0000e+007to
7.0000e+0075.0000e+007to 6.0000e+0074.0000e+007to 5.0000e+0073.0000e+007to 4.0000e+0072.0000e+007to 3.0000e+0071.0000e+007to 2.0000e+0074.1280e+002to 1.0000e+0077.0000e+007to 7.8365e+007Interval=1.0e+007
3-1
应力分布
锚杆轴向长度/m
解析计算
数值模拟结果
6.0000e+007to
7.0000e+0075.0000e+007to 6.0000e+0074.0000e+007to 5.0000e+0073.0000e+007to 4.0000e+0072.0000e+007to 3.0000e+0071.0000e+007to 2.0000e+0070.0000e+000to 1.0000e+0077.0000e+007to 7.9572e+007Interval=1.0e+007
-8.3020e+004to 0.0000e+0004-1
应力分布
锚杆轴向长度/m
解析计算数值模拟结果
（下转第143页）
96··
2021年第4期提升机房司机室操控平台显示屏实时监测。4）不管是提煤的主立井，
还是提人、提物的副立井，只要是具有尾绳的均可以安装应用。3实施效果
井底尾绳保护装置处的状况通过摄像仪能实时
得到监测，简单实用，检修人员、
提升机司机能实时监视，发现异常情况可以立即采取相应措施进行处理，确保安全提升。
同时，现场实时监控堆煤及其他异常情况，
实时监控画面可接入专管队组集控值班室，
由专管人员、专业技术人员进行监视，出现异常能够及时发现并
处理。由于矿井井上井下信息监控系统
“一张网”，监视画面也可接入调度指挥中心进行监视，根据矿井
管理需要而设置监视平台，
具有拓展功能。4结语
立井摩擦式提升机尾绳监测保护装置的设置及应用，有效解决了立井提升系统中存在的盲区，暴露出立井提升过程中尾绳不容易被发现的安全隐患，
能够做到实时监测，多处监管，
提高了立井提升系统安全系数，降低了事故率，
为现代化矿井的管理创造了安全效益、
经济效益和社会效益。参考文献
[1]宋银林.矿井提升尾绳张力监测系统的分析与研究[J].煤矿机电，2013（8）：105-106.
[2]王启旺，
武强.防止多绳摩擦提升机尾绳拉断的保护装置[J].煤炭科技，2002（9）：37-39.
[3]
罗凌云，
张志伟.摩擦式提升系统尾绳隔离及防扭保护装置的设计及应用[J].现代矿业，2016（9）：221-222.
（编辑：
感悟人生的句子
贾娟
）图4副立井尾绳视频监视图
Setting and Application of Tail Rope Monitoring and Protection
Device for Shaft Friction Hoist
Duan Shenghui
（Jinneng Holdings Coal Industry Group Changzhi Company,Changzhi Shanxi 046000）
Abstract:In order to increa the safety management of hoisting tail rope,video monitoring device is t at the bottom of the shaft to realize real-time monitoring of the operation status of the tail rope on site,so as to achieve system analysis,prediction and timely rearch and judgment,so as to ensure the safe and efficient operation of shaft hoisting system.
Key words:shaft;friction hoist;tail rope;monitoring and protection device
[3]邵德盛，查德求，赵磊，等.全长锚固技术在准备巷道中的应用[J].煤矿安全，2019，50（9）：84-87.
[4]
孟庆彬，钱唯，韩立军，等.极软弱地层双层锚固平衡拱结构形成机制研究[J].采矿与安全工程学报，2019，36（4）：650-659.
[5]
贾后省，王璐瑶，刘少伟，等.巷道含水软岩顶板锚索树脂锚固增效方法[J].岩石力学与工程学报，2019，38（5）：938-947.[6]李海燕，张波，刘纪阳，等.煤矿巷道二次支护锚固参数研究[J].采矿与安全工程学报，2017，34（5）：962-967.（编辑：赵婧）
Analysis of Anchorage Performance with Different Anchorage
Length in Roadway Support
Cao Gang,Pan Xiaohu,Liu Yong
（Lu'an Guozhuang Coal Industry,Changzhi Shanxi 046000）
Abstract:The different anchoring length of anchor rod has important influence on anchoring performance.The stress of anchor rod and the stress of surrounding rock at different anchoring length are analyzed by numerical simulation.The results show that the anchoring length should be lected synthetically with the characteristics of surrounding rock,and the anchoring strength should be strengthened for the initial ction of anchoring,so as to effectively improve the anchoring performance.
Key words:bolting support;anchoring length;bolt stress;surrounding rock stress
（上接第96页）
段生辉：立井摩擦式提升机尾绳监视保护装置的设置及应用143··
