深部软岩巷道预应力锚杆（索）非均匀支护合理参数确定
发布时间：2021-08-29 11:08
煤矿的开采已进入深部,较高的地应力和较差的围岩性质使得支护难度增大,随着锚杆支护的引入,主动支护理论迅速成为国内主流理论,结合大量理论研究的进展以及工程经验得出以锚杆（索）支护为核心的组合支护方式已经成为主流支护技术。本文以淮北袁店一井煤矿东翼回风大巷作为工程背景,巷道围岩岩性主要为砂岩和泥岩,经现场实测结果可以得出在砂岩巷道中,采用常规支护方案可以使得其围岩处于稳定状态,因此这里主要探讨深埋泥岩巷支护方案的优化。由于以往的常规支护形式对深部硬岩巷道的支护效果较为明显,但对深部软岩巷道的支护效果并不理想,因此本研究改变以往等间距、等长度、等预紧力的传统支护理念,对巷道帮部采用非均匀支护方式保证的稳定性。本研究从附加应力影响范围入手,通过数值模拟研究泥岩巷道中不同参数的锚杆（索）在巷道帮部产生的附加应力影响范围,模拟计算巷道帮部位移场分布来合理确定支护参数,同时保证在巷道帮部位移量较大的区域附加应力能够有效叠加,最后采用数值分析对于位移曲线进行拟合,确定巷道帮部的松动破碎圈范围。通过模拟结果可以得出锚杆（索）的附加应力影响范围基本不变,但是附加应力的有效叠加因此附加应力有效范围会随之变化...
【文章来源】：安徽建筑大学安徽省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
巷道布置平面图
安徽建筑大学硕士学位论文第二章工程概况与围岩物理力学参数分析7根，矩形布置（遇到岩性差时缩小锚杆具体支护）；锚杆托盘TPF200×200×10mm，每根锚杆使用两卷Z2950锚固剂（锚固长度1000mm）；锚索规格YMS17.8/6300-1860，锚索托盘采用TPF300×300×10mm，每排3根，间排距1500×800mm，每根锚索使用锚固剂Z2550三卷，锚索预紧力不小于120kN，锚索锚固力不小于200kN，。金属网采用Φ6.0mm圆钢加工，长×宽=2100×900mm，挂钩联接，搭接100mm；喷厚均为150mm，喷射砼强度C20。巷道断面锚杆（索）支护如图2-2。图2-2袁店一矿东翼回风大巷支护示意图2.2巷道松动破碎观测巷道开始施工后，巷道表面布点对支护效果进行监控[27]，收集数据进行分析、评价。
安徽建筑大学硕士学位论文第二章工程概况与围岩物理力学参数分析8（1）测点布置采用均匀布点与随机布点相结合,以随机布点为主;巷道位移观测采用“十字”布点法，在巷道中线围岩表面设置测量基点；（2）顶板下沉量观测选择在顶板中部，帮部水平位移量选择直墙位置处。如图2-3；（3）掌子面后方150米范围内至少每二天观测1次，掌子面后方150～300米范围内巷道每7天至少观测1次。观测频度应针对巷道实际情况在矿压观测方案中作出调整，原则上根据巷道围岩的稳定性可以适当提高或降低。图2-3十字布点法测点布置示意图2.2.1钻孔摄像观测法为直接反应巷道帮部一定范围内岩石的破碎情况，采用钻孔摄像法对帮部围岩进行观测，仪器采用中国矿业大学研制的YTJ20型岩层探测记录仪，如图2-4所示。仪器主要结构有主机和摄像探头组成，摄像探头进入钻孔将视频信号线传输到显示器后储存至主机内。该记录仪为矿用本安型防爆产品，可以在煤矿井下瓦斯气体存在条件下正常使用，连续录像存储容量大于4小时，连续观测时间超过8小时。（a）主机（b）摄像头图2-4钻孔摄像仪构造示意图随着巷道开挖支护后，应力状态重新分布，巷道帮部围岩出现破碎圈和松动圈，由于地下工程中围岩本构关系模型为应变软化模型，随着围岩的破坏，在巷道表面首
【参考文献】：
期刊论文
[1]国内外煤巷支护技术研究进展[J]. 单仁亮,彭杨皓,孔祥松,肖禹航,原鸿鹄,黄博,郑赟. 岩石力学与工程学报. 2019(12)
[2]不同直径锚杆与砂浆相互作用的试验研究[J]. 李永栋,王中,乔婷. 建设监理. 2018(06)
[3]深部软岩巷道锚喷支护数值模拟分析[J]. 胡雪,吴德义. 河南城建学院学报. 2017(03)
[4]我国煤矿巷道锚杆支护技术发展60年及展望[J]. 康红普. 中国矿业大学学报. 2016(06)
[5]特厚富水软岩巷道钢管混凝土支架支护技术研究[J]. 高延法,何晓升,陈冰慧,孙德科,朱德保. 煤炭科学技术. 2016(01)
[6]沿空留巷巷旁支护参数分析与钢管混凝土墩柱支护技术研究[J]. 王军,高延法,何晓升,黄万朋,高琨鹏,杨柳,冯绍伟. 采矿与安全工程学报. 2015(06)
[7]应变软化对巷道围岩稳定性影响及敏感性分析[J]. 潘兵,靖洪文,范氏娴,李健. 煤炭技术. 2015(05)
[8]高预应力锚杆的加固拱理论数值模拟[J]. 赵亚军,杨勇,贺龙,王伟,雷明,严晓楠. 煤矿安全. 2014(09)
[9]深部巷道破裂围岩强度衰减模型及其在FLAC3D中的实现[J]. 牛双建,靖洪文,杨大方,王建文. 采矿与安全工程学报. 2014(04)
[10]高应力复杂构造巷道支护技术实践[J]. 周光,杨建明,李志. 中州煤炭. 2013(09)
博士论文
[1]深部大断面回采巷道顶板锚固层稳定控制机理与技术研究[D]. 翁明月.辽宁工程技术大学 2017
[2]云驾岭矿深部回采巷道围岩稳定性评价及支护技术研究[D]. 张海洋.中国矿业大学(北京) 2017
[3]钢管混凝土圆弧拱压弯性能实验与支护应用[D]. 刘珂铭.中国矿业大学(北京) 2016
[4]深部厚顶煤巷道围岩破坏控制机理及新型支护系统对比研究[D]. 王琦.山东大学 2012
硕士论文
[1]深部煤巷帮部锚杆支护间距对围岩稳定性影响分析[D]. 程建新.安徽建筑大学 2018
[2]基于位移梯度深部软弱煤岩破碎范围及破碎程度分析[D]. 周瑞鹤.安徽建筑大学 2018
[3]深部软弱煤岩巷道松动圈厚度的数值模拟[D]. 李季佩.安徽建筑大学 2017
[4]特厚复合顶板失稳机理及其控制研究[D]. 曹俊才.贵州大学 2017
[5]深部软弱煤岩围岩变形及松动圈随时间演化规律研究[D]. 曹日跃.安徽建筑大学 2017
[6]基于应变软化模型的岩石应变局部化数值分析[D]. 刘飞.中国矿业大学 2015
[7]锚杆拉拔荷载传递规律及巷道支护参数优化研究[D]. 董方方.内蒙古科技大学 2014
[8]树脂锚固左旋无纵筋螺纹钢锚杆外形优化研究[D]. 任硕.煤炭科学研究总院 2014
[9]深部开采围岩稳定性影响因素和合理支护分析[D]. 刘杭杭.安徽建筑大学 2013
[10]高强让压锚杆支护特性及让压卸压耦合作用研究[D]. 于勇刚.辽宁工程技术大学 2012
本文编号：3370539
【文章来源】：安徽建筑大学安徽省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
巷道布置平面图
安徽建筑大学硕士学位论文第二章工程概况与围岩物理力学参数分析7根，矩形布置（遇到岩性差时缩小锚杆具体支护）；锚杆托盘TPF200×200×10mm，每根锚杆使用两卷Z2950锚固剂（锚固长度1000mm）；锚索规格YMS17.8/6300-1860，锚索托盘采用TPF300×300×10mm，每排3根，间排距1500×800mm，每根锚索使用锚固剂Z2550三卷，锚索预紧力不小于120kN，锚索锚固力不小于200kN，。金属网采用Φ6.0mm圆钢加工，长×宽=2100×900mm，挂钩联接，搭接100mm；喷厚均为150mm，喷射砼强度C20。巷道断面锚杆（索）支护如图2-2。图2-2袁店一矿东翼回风大巷支护示意图2.2巷道松动破碎观测巷道开始施工后，巷道表面布点对支护效果进行监控[27]，收集数据进行分析、评价。
安徽建筑大学硕士学位论文第二章工程概况与围岩物理力学参数分析8（1）测点布置采用均匀布点与随机布点相结合,以随机布点为主;巷道位移观测采用“十字”布点法，在巷道中线围岩表面设置测量基点；（2）顶板下沉量观测选择在顶板中部，帮部水平位移量选择直墙位置处。如图2-3；（3）掌子面后方150米范围内至少每二天观测1次，掌子面后方150～300米范围内巷道每7天至少观测1次。观测频度应针对巷道实际情况在矿压观测方案中作出调整，原则上根据巷道围岩的稳定性可以适当提高或降低。图2-3十字布点法测点布置示意图2.2.1钻孔摄像观测法为直接反应巷道帮部一定范围内岩石的破碎情况，采用钻孔摄像法对帮部围岩进行观测，仪器采用中国矿业大学研制的YTJ20型岩层探测记录仪，如图2-4所示。仪器主要结构有主机和摄像探头组成，摄像探头进入钻孔将视频信号线传输到显示器后储存至主机内。该记录仪为矿用本安型防爆产品，可以在煤矿井下瓦斯气体存在条件下正常使用，连续录像存储容量大于4小时，连续观测时间超过8小时。（a）主机（b）摄像头图2-4钻孔摄像仪构造示意图随着巷道开挖支护后，应力状态重新分布，巷道帮部围岩出现破碎圈和松动圈，由于地下工程中围岩本构关系模型为应变软化模型，随着围岩的破坏，在巷道表面首
【参考文献】：
期刊论文
[1]国内外煤巷支护技术研究进展[J]. 单仁亮,彭杨皓,孔祥松,肖禹航,原鸿鹄,黄博,郑赟. 岩石力学与工程学报. 2019(12)
[2]不同直径锚杆与砂浆相互作用的试验研究[J]. 李永栋,王中,乔婷. 建设监理. 2018(06)
[3]深部软岩巷道锚喷支护数值模拟分析[J]. 胡雪,吴德义. 河南城建学院学报. 2017(03)
[4]我国煤矿巷道锚杆支护技术发展60年及展望[J]. 康红普. 中国矿业大学学报. 2016(06)
[5]特厚富水软岩巷道钢管混凝土支架支护技术研究[J]. 高延法,何晓升,陈冰慧,孙德科,朱德保. 煤炭科学技术. 2016(01)
[6]沿空留巷巷旁支护参数分析与钢管混凝土墩柱支护技术研究[J]. 王军,高延法,何晓升,黄万朋,高琨鹏,杨柳,冯绍伟. 采矿与安全工程学报. 2015(06)
[7]应变软化对巷道围岩稳定性影响及敏感性分析[J]. 潘兵,靖洪文,范氏娴,李健. 煤炭技术. 2015(05)
[8]高预应力锚杆的加固拱理论数值模拟[J]. 赵亚军,杨勇,贺龙,王伟,雷明,严晓楠. 煤矿安全. 2014(09)
[9]深部巷道破裂围岩强度衰减模型及其在FLAC3D中的实现[J]. 牛双建,靖洪文,杨大方,王建文. 采矿与安全工程学报. 2014(04)
[10]高应力复杂构造巷道支护技术实践[J]. 周光,杨建明,李志. 中州煤炭. 2013(09)
博士论文
[1]深部大断面回采巷道顶板锚固层稳定控制机理与技术研究[D]. 翁明月.辽宁工程技术大学 2017
[2]云驾岭矿深部回采巷道围岩稳定性评价及支护技术研究[D]. 张海洋.中国矿业大学(北京) 2017
[3]钢管混凝土圆弧拱压弯性能实验与支护应用[D]. 刘珂铭.中国矿业大学(北京) 2016
[4]深部厚顶煤巷道围岩破坏控制机理及新型支护系统对比研究[D]. 王琦.山东大学 2012
硕士论文
[1]深部煤巷帮部锚杆支护间距对围岩稳定性影响分析[D]. 程建新.安徽建筑大学 2018
[2]基于位移梯度深部软弱煤岩破碎范围及破碎程度分析[D]. 周瑞鹤.安徽建筑大学 2018
[3]深部软弱煤岩巷道松动圈厚度的数值模拟[D]. 李季佩.安徽建筑大学 2017
[4]特厚复合顶板失稳机理及其控制研究[D]. 曹俊才.贵州大学 2017
[5]深部软弱煤岩围岩变形及松动圈随时间演化规律研究[D]. 曹日跃.安徽建筑大学 2017
[6]基于应变软化模型的岩石应变局部化数值分析[D]. 刘飞.中国矿业大学 2015
[7]锚杆拉拔荷载传递规律及巷道支护参数优化研究[D]. 董方方.内蒙古科技大学 2014
[8]树脂锚固左旋无纵筋螺纹钢锚杆外形优化研究[D]. 任硕.煤炭科学研究总院 2014
[9]深部开采围岩稳定性影响因素和合理支护分析[D]. 刘杭杭.安徽建筑大学 2013
[10]高强让压锚杆支护特性及让压卸压耦合作用研究[D]. 于勇刚.辽宁工程技术大学 2012
本文编号：3370539
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