混凝土支柱力學性能研究及在回撤通道支護中的應(yīng)用.pdf

1、本文以何家塔煤礦50103工作面預(yù)掘回撤通道為工程背景，采用現(xiàn)場調(diào)研、實驗室試驗和井下試驗相結(jié)合的方法，開展了混凝土支柱材料的物理力學性能測試，混凝土支柱力學性能的相似材料模擬試驗，混凝土支柱支護預(yù)掘回撤通道的井下試驗及礦壓監(jiān)測，取得以下研究成果：（1）混凝土支柱材料包括混凝土、充填袋及接頂材料?；炷羻屋S抗壓強度為37.23MPa，彈性模量為26.67GPa，泊松比為0.16；充填袋布料的徑向、緯向抗拉強度分別為68kN/m、91.4

2、kN/m，接縫強度僅能達到布料強度的51％；中密度板作為接頂材料，最大壓縮率達45.9%。（2）充填袋對混凝土支柱最大支護能力沒有明顯的提升作用，但其力學性能顯著影響支柱的殘余承載能力；隨著混凝土強度的提高，支柱最大支護能力占混凝土強度的比例也會隨之增加，而充填袋對支柱最大支護能力的提升作用則越來越弱。（3）混凝土支柱的接頂材料需提供足夠的變形以保證支柱不會因頂板下沉而發(fā)生脆性破壞，同時又不能變形量過大而導(dǎo)致巷道頂?shù)装逡平窟^大。（4）

3、工作面距主回撤通道60m以內(nèi)時，隨著工作面的推進，主回撤通道兩側(cè)煤柱應(yīng)力、幫錨桿受力不斷升高，頂板開始緩慢下沉；工作面距回撤通道5m~6m時，工作面剩余煤柱發(fā)生失穩(wěn)，外側(cè)煤柱應(yīng)力、幫錨桿受力很快達到峰值，并有不同程度下降，回撤通道內(nèi)其它支護體的受力開始快速增加，頂板下沉速度加快；工作面貫通后，各支護體的受力趨于穩(wěn)定；切割混凝土支柱對各支護體的受力有一定影響，但表現(xiàn)出很大差異。（5）井下試驗取得成功，并初步總結(jié)出了一套混凝土支柱施工工藝，