五阳煤矿7607工作面破碎围岩巷道锚杆锚固作用机理研究及应用

发布时间：2020-06-20 01:09

【摘要】：本文以五阳煤矿7607工作面回风巷为地质工程背景,采用理论分析、数值模拟和工业性试验相结合的研究方法,分析了煤层巷道变形失稳的影响因素并对锚杆作用在破碎岩体的锚固机理及围岩稳定性的控制对策进行了系统性的研究。研究所得结论为:围岩应力大、岩性差、断层构造和支护参数不合理是巷道发生变形失稳的主要影响因素;随着锚杆的预应力值的增大,提高了节理的抗剪能力,围岩破坏区随之减小;通过模拟所得应力应变曲线表明,随着锚杆密度增大,预应力值的增加,含节理试样的抗剪强度和弹性模量也呈正相关变化;随着锚杆长度的增加,巷道塑性区范围和表面变形量也逐渐减小,且锚杆长度大于2.4m后,减小趋势变缓。针对7607工作面回风巷非连续大变形的特点和影响因素,结合实际工程条件,采用“树脂加长锚固强力锚杆+锚索”组合支护系统对巷道进行控制,并对提出的5种模拟方案进行分析比较,确定出最优支护方案;现场监测数据表明,巷道顶底板移近量相较于原支护方案平均减小62%,两帮移近量平均减小70.1%,可见采用设计方案进行支护后,巷道围岩稳定性得到提升,变形得到控制,取得了良好的支护效果。
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD353
【图文】：

组合梁,锚杆,组合梁理论

图 1-1 锚杆的悬吊作用Fig.1-1 Suspension theory of cable无论巷道是掘进还是回采过程中，赋存条件为层状岩体直接顶会发生弯曲下沉的现象，威胁到巷道的安全生产。悬吊作用就是通过锚杆锚固把发生下沉变形的直接顶与稳定岩层“捆绑”起来，防止直接顶发生离层现象。由于悬吊理论发表较早，复杂的顶板地质环境、锚杆有效长度、密度和支护强度等因素的限制，使该理论的局限性在实际应用中被放大，但仍具有一定的实用价值。（2）组合梁理论悬吊理论提出之后，1952 年，德国 Jacbio 等[34~36]提出了针对层状岩体的组合梁理论。组合梁理论与悬吊理论的差别是虽然两个理论的地质条件都是层状岩体，但组合梁对上覆岩层的支撑作用是通过巷帮来完成的，再加上锚杆锚固，最终锚杆组合梁发挥了相应的效果，如图 1-2。

悬吊作用,锚杆

图 1-1 锚杆的悬吊作用Fig.1-1 Suspension theory of cable是掘进还是回采过程中，赋存条件为层状岩体直接胁到巷道的安全生产。悬吊作用就是通过锚杆锚固定岩层“捆绑”起来，防止直接顶发生离层现象。由于板地质环境、锚杆有效长度、密度和支护强度等因在实际应用中被放大，但仍具有一定的实用价值。合梁理论提出之后，1952 年，德国 Jacbio 等[34~36]提出了针对梁理论与悬吊理论的差别是虽然两个理论的地质条覆岩层的支撑作用是通过巷帮来完成的，再加上锚了相应的效果，如图 1-2。

【参考文献】