混凝土支柱力學(xué)性能研究及在回撤通道支護(hù)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(chǎng)調(diào)研、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和井下試驗(yàn)相結(jié)合的方法，開展了混凝土支柱材料的物理力學(xué)性能測(cè)試，混凝土支柱力學(xué)性能的相似材料模擬試驗(yàn)，混凝土支柱支護(hù)預(yù)掘回撤通道的井下試驗(yàn)及礦壓監(jiān)測(cè)，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。混凝土單軸抗壓強(qiáng)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(qiáng)度分別為68kN/m、91.4

2、kN/m，接縫強(qiáng)度僅能達(dá)到布料強(qiáng)度的51％；中密度板作為接頂材料，最大壓縮率達(dá)45.9%。（2）充填袋對(duì)混凝土支柱最大支護(hù)能力沒有明顯的提升作用，但其力學(xué)性能顯著影響支柱的殘余承載能力；隨著混凝土強(qiáng)度的提高，支柱最大支護(hù)能力占混凝土強(qiáng)度的比例也會(huì)隨之增加，而充填袋對(duì)支柱最大支護(hù)能力的提升作用則越來(lái)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(huì)因頂板下沉而發(fā)生脆性破壞，同時(shí)又不能變形量過(guò)大而導(dǎo)致巷道頂?shù)装逡平窟^(guò)大。（4）

3、工作面距主回撤通道60m以內(nèi)時(shí)，隨著工作面的推進(jìn)，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(shí)，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(dá)到峰值，并有不同程度下降，回撤通道內(nèi)其它支護(hù)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(hù)體的受力趨于穩(wěn)定；切割混凝土支柱對(duì)各支護(hù)體的受力有一定影響，但表現(xiàn)出很大差異。（5）井下試驗(yàn)取得成功，并初步總結(jié)出了一套混凝土支柱施工工藝，