深井煤巷錨桿--錨索協(xié)同支護機理研究.pdf

1、隨著淺部煤炭資源的日益枯竭，煤礦開采將逐漸進入到深部。與淺部開采相比，深部開采受“三高一擾動”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)有的錨桿支護理論及技術對于深部煤巷圍巖，尤其是煤巷頂板圍巖的控制普遍難以取得理想的效果。
　　本論文擬緊密結合現(xiàn)場工程實際，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)錨桿和錨索支護的工程特性，研究錨桿-錨索在深井煤巷中的協(xié)同支護機理。通過研究表明，錨桿-錨索在巷道頂板的縱

2、向上形成“高強錨固串群體”，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”的力學結構形式來承載巷道圍巖應力。在此基礎上，本文進一步提出了錨桿-錨索支護作用的匹配方法和途徑，通過數(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)對深井煤巷進行了深入分析，得出了深井煤巷在開挖和回采期間圍巖的應力變化情況、巷道的變形破壞過

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)同支護機理。高強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”結構，錨索將該“組合塊體巖梁”懸吊于深部圍巖之中。通過在縱向上形成的“錨固串”結構和在橫向上形成的“組合塊體巖梁結構”來承載圍巖應力，維持巷道圍巖的長久穩(wěn)定。
　　3)通過數(shù)值模擬分析，研究了錨桿-錨索支護后圍巖的應力分布和變形情況，驗證了錨桿