深井煤巷錨桿--錨索協(xié)同支護(hù)機(jī)理研究.pdf

1、隨著淺部煤炭資源的日益枯竭，煤礦開采將逐漸進(jìn)入到深部。與淺部開采相比，深部開采受“三高一擾動(dòng)”的影響，煤巷多表現(xiàn)為高地壓、大變形以及持續(xù)流變等特征，現(xiàn)有的錨桿支護(hù)理論及技術(shù)對(duì)于深部煤巷圍巖，尤其是煤巷頂板圍巖的控制普遍難以取得理想的效果。
　　本論文擬緊密結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)工程實(shí)際，深入分析深井煤巷的變形破壞特征及其主要影響因素，并根據(jù)錨桿和錨索支護(hù)的工程特性，研究錨桿-錨索在深井煤巷中的協(xié)同支護(hù)機(jī)理。通過(guò)研究表明，錨桿-錨索在巷道頂板的縱

2、向上形成“高強(qiáng)錨固串群體”，在“錨固串”相互間的擠壓、契合、摩擦等作用下，這些錨固串群體可在煤巷頂板橫向上形成“組合塊體巖梁”的力學(xué)結(jié)構(gòu)形式來(lái)承載巷道圍巖應(yīng)力。在此基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步提出了錨桿-錨索支護(hù)作用的匹配方法和途徑，通過(guò)數(shù)值模擬加以優(yōu)化，為深井破碎圍巖條件下煤巷圍巖的有效控制提供理論依據(jù)。
　　本文主要研究成果如下:
　　1)對(duì)深井煤巷進(jìn)行了深入分析，得出了深井煤巷在開挖和回采期間圍巖的應(yīng)力變化情況、巷道的變形破壞過(guò)

3、程、變形破壞特征以及影響巷道變形破壞的主要因素。
　　2)從理論上分析了錨桿-錨索在深井煤巷中的協(xié)同支護(hù)機(jī)理。高強(qiáng)錨桿將深井巷道淺部松散破碎圍巖緊固形成基于“錨固串”的“組合塊體巖梁”結(jié)構(gòu)，錨索將該“組合塊體巖梁”懸吊于深部圍巖之中。通過(guò)在縱向上形成的“錨固串”結(jié)構(gòu)和在橫向上形成的“組合塊體巖梁結(jié)構(gòu)”來(lái)承載圍巖應(yīng)力，維持巷道圍巖的長(zhǎng)久穩(wěn)定。
　　3)通過(guò)數(shù)值模擬分析，研究了錨桿-錨索支護(hù)后圍巖的應(yīng)力分布和變形情況，驗(yàn)證了錨桿