金属矿山 ›› 2026, Vol. 55 ›› Issue (5): 90-101.
陈 弦1 刘 垚2 张基伟2
CHEN Xian1 LIU Yao2 ZHANG Jiwei2
摘要: 针对敞开式TBM 掘进巷道滞后支护阶段顶板易垮塌失稳、围岩控制难度大的工程难题,以陕西王峰煤
矿底抽巷道TBM 掘进工程为依托,通过数值模拟分析了水平应力作用下TBM 掘进巷道围岩塑性区、位移场与应力场
的演化规律,系统对比并量化了不同滞后支护距离下全锚杆支护、锚杆—锚索联合支护对巷道顶板变形、塑性区范围
及围岩应力的控制效果,据此提出了适配该工程的TBM 巷道滞后锚杆—锚索联合支护优化方案。开展了现场工程应
用,并通过现场监测数据验证了该优化方案的工程可靠性。结果表明:① 水平构造应力作用下,TBM 开挖巷道围岩形
成由剪切塑性主导破坏的“扁圆”形塑性破坏区,塑性破坏会导致大面积的顶板破碎、两帮收敛破坏。② 全锚杆滞后
支护锚固段无法穿透顶板塑性区,支护效果难以满足工程安全要求;锚杆—锚索联合支护效果随滞后距离增加逐渐
衰减,其合理滞后支护距离应控制在4 m 范围内。③ 相同滞后距离下,与全锚杆支护相比,锚杆—锚索联合支护效果
最好,顶板位移量降低了41. 71%,相较于无支护方案剪切塑性区面积减少46. 25%;锚杆—锚索联合支护下巷道围岩
所受压应力显著增加,表明该滞后支护方案提升了围岩的承载能力。现场实测结果表明:锚杆—锚索联合滞后支护
体系能有效控制顶板位移,解决了工程现场顶板易垮塌的难题,可为同类工程滞后支护方案的设计与优化提供重要
参考。
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