深部煤巷帮部煤岩锚杆支护合理锚固参数分析

发布时间：2020-08-27 08:00

【摘要】：随着煤矿产业的不断发展,煤矿的开采深度在不断地增加,由此给煤矿产业带来了新的挑战与难题。在深部煤巷的开采中面临的首要难题就是巷道的合理安全支护问题,为了给解决这一难题提供一点帮助,本文采用现场试验与数值模拟相结合的方法。首先进行的是确定影响深部煤层稳定性的主要因素(原岩应力、锚固强度、锚固长度),通过相关的实验来测出岩石物理性质的力学参数。建立恰当的FLAC3D数值模型,将网格进行划分,选取a A方向进行分析。本文主要讨论的是不同的原岩应力(8MPa、14MPa、20MPa)、不同的锚固强度(强度1、强度2、强度3、强度4、强度5)、不同的锚固段数(锚固1段、锚固2段、锚固3段、锚固4段、锚固5段)条件下来分析深部巷道帮部围岩在水平方向上的位移量、位移梯度变化特征。通过数值模拟,再利用TECPLOT软件进行数据处理,用ORIGIN软件进行拟合,得出了在上述条件下:距离巷道中心的距离与巷道帮部围岩在水平方向上的位移量、位移梯度变化关系曲线,再通过对所得数据进行比较分析可以得出以下结论:(1)在同种锚固强度、同等锚固长度条件下,原岩应力与巷道帮部围岩在水平方向上的位移量呈正相关关系。(2)在同种原岩应力、同等锚固长度条件下,通过改变锚固强度发现:随着距离巷道中心的距离的增加,深部巷道帮部围岩在水平方向上的位移量呈指数衰减,由此可以确定锚固强度对围岩的支护效果产生显著影响;在同种原岩应力、同种锚固强度条件下,通过改变锚固长度发现:随着距离巷道中心的距离的增加,深部巷道帮部围岩在水平方向上的位移量呈指数衰减,所以锚固长度对围岩的支护效果也产生显著的影响。(3)当锚固强度取值比较小时,通过改变锚固段数,发现巷道帮部围岩在水平方向上的位移量变化较小或者不发生变化;当锚固强度取值较大时,通过改变锚固段数,发现巷道帮部围岩在水平方向上的位移量也变化较小或者不发生变化;只有当锚固强度取值适中时,通过改变锚固段数,巷道帮部围岩在水平方向上的位移量才发生变化,并随着锚固段数的均匀增加,巷道帮部围岩在水平方向上的位移量逐渐减小。
【学位授予单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD353.6
【图文】：

锚杆,锚索,地下巷道,联合支护

分离层的形成。一般锚杆所具有的作用锚索都具有，且锚索还板进行更深程度的度锚固，产生的悬吊效果大大增强，且在巷形成一系列支撑点，这些支撑点是连续的，其所产生的预紧力的变形及扩张能力[6]。在巷道围岩中安装完锚索之后会在岩石，次生承压层与锚杆支护产生的关键承压层相连接，使深部围充分的利用，让较大范围内的岩体来共同承受荷载作用，这样力就得到明显的提高、使支撑系统的整体稳定性得到了显著的变形强度小于锚杆锚索的支撑强度、刚度时，这时锚杆锚索加挤压作用，使围岩处于压缩挤密状态，显著提高了围岩的抗。对于围岩条件复杂的巷道而言，例如：围岩节理发育、较大厚的伪顶、破碎的顶板等，锚杆锚索联合支护可以使下部软弱顶板上，相邻的锚杆锚索产生的作用力彼此相互交错、叠加，，形成的岩梁刚度、厚度、强度都较大，可以更好的来承受荷力状况得到改善，从而可以有效地控制顶板，更好地解决了围[9]。锚杆锚索联合支护技术如图 1-1 所示。

技术路线图,技术路线,锚固强度

采用理论分析、计算和数值模拟相结合的方法，对不同锚固锚杆、原岩的应力、锚固的强度进行了分析，从而得出以下结果：不同的度煤岩帮部围岩位移量及位移梯度分布变化；不同锚固强度煤岩帮部围岩及位移梯度分布变化；从而得出在深部煤层巷道中最合适的锚固强度、锚，将该研究结果运用于实际工程中去，可以更好的指导现场的设计与施工4 研究技术路线1）收集整理国内外有关锚杆与围岩相互作用的最新研究成果，总结、讨应力、锚固长度、锚固强度对支护效果的影响。2）结合国内外研究现状和前人的研究成果，建立了不同原岩应力、不同度、不同锚固长度的力学模型和应力模型，采用不同的方法分析了不同原、不同锚固强度、不同锚固长度应力特性和围岩变形。3）通过相似模拟试验，研究了不同原岩应力、不同锚固强度、不同锚固杆的应力特性和应力-应变状态，并通过分析来得到相关条件下的锚固效果

示意图,示意图,岩石,连续变形

岩石在外界荷载作用下情况：一种叫做可逆变形也可以称作弹可以完全恢复为原来的外形尺寸及形状变形，其特点是撤除外力作用下，岩石变形与时间的关系，岩石变形还可分为塑性变形。从变形阶段的角度来看，岩形情况，在连续变形情况下，岩石受到能承受的极限变形范围内，此阶段岩岩石承受的变形效应超过了其所能承受，关于岩石连续变形的研究还很多，一生弹性、粘性和塑性变形。对于相同的依次发生。对岩石施加荷载时，刚开状。因此，它被称为时间无关。当岩石由塑性变形和粘性变形来填充，它们被载时，岩石的体积将部分回弹，在加载

【参考文献】