在煤炭行业，煤巷顶板的支护是保证矿井安全和生产效率的重要技术措施之一。随着煤炭开采深度的增加和采煤工艺的革新，煤巷顶板条件日益复杂，特别是破碎顶板的支护问题尤为突出。为了应对这一挑战，研究者提出了“锚固串群体”理论，并结合MATLAB软件进行锚杆参数的优化确定。
锚杆支护是煤巷顶板支护的主要手段，它通过将锚杆锚入岩层内部，对不稳定岩块施加预紧力，从而达到稳定顶板的目的。锚杆的种类繁多，使用方式各异，但它们都旨在提高围岩的稳定性，延长煤矿的服务年限，降低事故发生率。
在煤巷顶板的不同力学环境和地质条件下，可能出现的顶板类型包括完整岩梁、多块体岩梁和破碎弱黏结顶板。完整岩梁的顶板裂隙较少，稳定性较好，有的甚至在不需要额外支护的情况下也能保持稳定。多块体岩梁，即铰接岩梁，是由于原生裂隙、采动裂隙和构造裂隙的影响，岩石断裂成不同大小的块体，稳定性较差，但可以通过悬吊理论等进行支护。破碎弱黏结顶板，由于经历了强烈的地质构造运动，通常由碎屑、碎块组成，非常不稳定，是支护难度最大的一种顶板类型。
传统的锚杆支护理论包括悬吊理论、组合梁理论、组合拱理论和最大水平应力理论，这些理论在某些情况下具有一定的局限性。例如，它们对平顶、破碎的顶板针对性不强。为此，提出了松动圈理论和围岩强度强化理论等新型理论。而“锚固串群体”理论是由刘洪涛教授提出的，该理论在解决破碎顶板的支护问题方面具有独特优势。
“锚固串群体”理论的核心在于利用锚杆将周围的岩块黏结和串紧，形成一个力学性质更强的结构体。通过这种方式可以提高顶板的承载性能和稳定性。但是，这种方法的一个缺点是“锚固串群体”厚度越大，成本越高。因此，如何在保证支护效果的前提下，优化计算并确定最佳的锚杆参数配置成为了研究的重点。
为了达到这一目标，研究者利用MATLAB软件对群体系统安全系数、最小生成块体梁厚度、不同支护方案下的生成梁厚度等参数进行了设计和优化计算。MATLAB是一种集数值分析、矩阵计算、信号处理和图形显示于一体的编程软件，其强大的计算能力和直观的编程环境使得它成为进行工程计算和科学实验的理想选择。通过MATLAB的优化工具箱，可以方便地进行参数寻优，从而得到最优的锚杆参数设计方案。
在实际应用中，优化后的“锚固串群体”结构方案在应力松动范围上有所缩小，表明通过MATLAB优化计算得出的锚杆参数设计方案是合理的。这一成果不仅提高了煤巷顶板的稳定性，而且也节约了成本，提高了经济效益，对煤矿安全具有重要意义。
关键词：锚固串群体、支护参数、煤巷、顶板支护、支护效果、安全系数。
