錨桿預應力在煤礦巷道中支護效應的研究.pdf

1、錨桿支護是巷道支護中常見的支護方式之一。預應力錨桿可以使頂板在規(guī)定的關鍵層內(nèi)形成組合梁,防止錨固區(qū)內(nèi)的頂板離層,起到穩(wěn)定巷道頂部圍巖的作用。預應力的大小對錨桿支護效果影響很大。特別是在松軟、破碎、大跨度和高應力深部巷道支護中,錨桿預應力過大時可能使錨桿從錨固巖層中拔出而失效,錨桿預應力過小時又不能有效地控制錨固區(qū)內(nèi)錨固巖層的離層現(xiàn)象。因此,巷道中錨桿支護合理的預應力及其支護效應研究,具有較大的理論與現(xiàn)實意義。
　　首先,分別介紹了

2、幾種常見的支護理論,通過理論分析的方法研究了圍巖變形機理、預應力錨桿支護的作用機制以及其加固圍巖的作用機理,得出了預應力的施加有利于改善因巷道開挖之后承載能力比較弱、應力場比較集中的淺部圍巖,對深部的圍巖承載力有更好的改善效果,并且隨著預應力的增加,巷道的兩幫水平位移以及頂板的垂直位移越來越小,改善效果也更加明顯。
　　其次,分析了預應力錨桿的受力特點、影響因素,認為施加的錨桿預應力的大小與礦山地質(zhì)狀況、頂板發(fā)生離層的條件、各關鍵

3、層所受到的荷載都有關。錨桿的長度、直徑、布置方式、間排距以及錨固方式也會影響預應力的大小進而影響行支護效果。
　　然后從理論上推導出單位面積上錨桿支護最小預應力的經(jīng)驗計算式,再利用ANSYS數(shù)值模擬軟件建立不同圍巖類型的工作面回采巷道支護模型,分析在施加不同預應力情況下所達到的支護效果,從而通過分析模擬結果圖得出錨桿支護的合理預應力區(qū)間。
　　最后,現(xiàn)場應用結果顯示,設計的錨桿支護參數(shù)合理;推導的公式可以用于Ⅰ~Ⅳ類圍巖中錨