動(dòng)載荷下回采巷道錨固荷載演化機(jī)理與控制技術(shù).pdf

1、回采巷道在井工開采的煤礦巷道中占80％以上,預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)是當(dāng)前使用最為主流的支護(hù)技術(shù),本文針對(duì)回采巷道頂板錨固體安全問題,采用理論分析、數(shù)值計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)等綜合研究方法,系統(tǒng)研究了回采巷道在強(qiáng)烈動(dòng)載作用下錨固體受力波動(dòng)演化規(guī)律,建立了錨固體荷載的傳遞“剪切-滑移力學(xué)模型”,分析了動(dòng)載作用下錨固力與圍巖協(xié)調(diào)變形的幾何特征,形成了均壓、讓壓等控制巷道變形的恒阻支護(hù)手段,能夠?yàn)槊旱V安全高效生產(chǎn)提供理論支撐和技術(shù)支持,主要研究?jī)?nèi)容如下:

2、>　　(1)基于錨固接觸單元三線性剪切-滑移本構(gòu)模型,提出了拉拔載荷作用下粘錨力波形傳遞機(jī)制、自由段軸力演變過程,并基于此定義錨固系統(tǒng)安全系數(shù),分析了合理錨固長(zhǎng)度的取值范圍。
　　(2)利用數(shù)值計(jì)算軟件FLAC3D對(duì)受動(dòng)力擾動(dòng)下的錨固系統(tǒng)受力進(jìn)行模擬計(jì)算,對(duì)預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)自由段、錨固段軸力及錨固劑剪切應(yīng)力波動(dòng)規(guī)律進(jìn)行研究,對(duì)巷道迎頭掘進(jìn)后方圍巖巖體受力進(jìn)行分析。
　　(3)提出臨界預(yù)緊力閾值的概念,巷道受動(dòng)力擾動(dòng)條件下,當(dāng)預(yù)

3、緊力小于該值時(shí),錨桿對(duì)動(dòng)載反應(yīng)敏感;當(dāng)預(yù)緊力達(dá)到該值時(shí),無論是錨桿自由段還是錨固段軸力均保持較低增長(zhǎng)比。當(dāng)預(yù)緊力超出該值后,自由段與錨固段軸力降低幅度都在1%以內(nèi)。隨著動(dòng)載強(qiáng)度的提高,預(yù)緊力動(dòng)載閾值有增大的趨勢(shì)。
　　(4)通過理論計(jì)算得出巷道圍巖動(dòng)力擾動(dòng)前后塑性屈服區(qū)計(jì)算解析解。采用有限差分?jǐn)?shù)值計(jì)算軟件FLAC3D對(duì)動(dòng)力擾動(dòng)下巷道圍巖力學(xué)響應(yīng)進(jìn)行了研究,分析了不同原巖應(yīng)力水平下動(dòng)力對(duì)巷道應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)及塑性區(qū)范圍的影響。