本文關(guān)鍵詞：錨桿支護(hù)弱沖擊地壓巷道機(jī)理研究

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【摘要】：我國煤礦大都已進(jìn)入深部開采期,因采深增加而引起的沖擊地壓事故也逐年增加,造成了重大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。國內(nèi)外學(xué)者也研究來很多支護(hù)方法來提高礦井巷道的抗沖擊性,但支護(hù)機(jī)理仍不十分明確,需要進(jìn)一步探究。型鋼支護(hù)等被動支護(hù)形式,在沖擊地壓巷道的應(yīng)用效果并不理想,因其抗沖擊能力差,容易被壓折推倒。錨桿作為主動支護(hù)的柔性的支護(hù)形式,在沖擊地壓巷道支護(hù)上有天然的優(yōu)勢。利用理論分析、數(shù)值模擬來進(jìn)行錨桿支護(hù)弱沖擊地壓巷道機(jī)理的研究。利用能量理論、極限平衡區(qū)理論進(jìn)行分析,并得出:(1)支護(hù)需要增加煤巖體的強(qiáng)度;(2)支護(hù)需要增加煤巖體的變形,且支護(hù)體系必須適應(yīng)煤體的這種變形;(3)支護(hù)體系要能夠顯著增加煤體的殘余強(qiáng)度,降低煤體殘余強(qiáng)度的衰減速度,增加殘余階段約束煤體儲存彈性能的能力;(4)現(xiàn)今的高強(qiáng)度錨桿能滿足弱沖擊地壓巷道的支護(hù)要求。利用格里菲斯強(qiáng)度理論、莫爾強(qiáng)度理論推導(dǎo)發(fā)現(xiàn):錨固體的抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、殘余抗壓強(qiáng)度和殘余抗剪強(qiáng)度會隨著錨桿強(qiáng)度增加而增加。利用損傷力學(xué),建立煤體和錨固體的損傷本構(gòu)模型,根據(jù)建立的損傷模型發(fā)現(xiàn):(1)施加錨桿后,錨固體的峰前極限強(qiáng)度及峰后殘余強(qiáng)度均得到了提高,且對殘余強(qiáng)度的強(qiáng)化大于極限強(qiáng)度;(2)錨桿支護(hù)沖擊地壓巷道的關(guān)鍵在于延伸率能否適應(yīng)沖擊荷載下煤體的大變形;(3)提高錨桿抗拉強(qiáng)度能增加錨固體抗壓強(qiáng)度、殘余強(qiáng)度,減小錨固體軟化模量,降低錨固體沖擊傾向性。利用有限差分軟件FLAC3D來對龍固礦7303工作面回風(fēng)巷進(jìn)行支護(hù)模擬,發(fā)現(xiàn):錨桿支護(hù)能有效控制巷道的沖擊破壞,并且隨著高錨桿強(qiáng)度的提高,巷道圍巖塑性區(qū)范圍在減小,圍巖受力得到改善,頂板下沉量、兩幫形變量都在逐漸減小。通過綜合指數(shù)法,確定了龍固礦7303工作面回風(fēng)巷為弱沖擊地壓巷道。通過在現(xiàn)場設(shè)置對比試驗(yàn),并通過位移監(jiān)測、電磁輻射監(jiān)測法進(jìn)行檢測對比,發(fā)現(xiàn):采用高強(qiáng)度錨桿進(jìn)行支護(hù)后,發(fā)現(xiàn)取得了較好的支護(hù)效果。
【關(guān)鍵詞】：沖擊地壓 錨桿 理論分析 數(shù)值模擬 應(yīng)用
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD353.6
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-20
• 1.1 問題的提出及研究意義8-10
• 1.2 沖擊地壓研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 沖擊地壓概述10
• 1.2.2 沖擊地壓分類10-11
• 1.2.3 沖擊地壓機(jī)理11-12
• 1.2.4 沖擊地壓監(jiān)測及預(yù)測預(yù)報(bào)的現(xiàn)狀12
• 1.2.5 沖擊地壓的防治研究現(xiàn)狀12
• 1.3 國內(nèi)外沖擊地壓巷道支護(hù)研究現(xiàn)狀12-15
• 1.4 國內(nèi)外錨桿支護(hù)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.5 沖擊地壓巷道錨桿支護(hù)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.6 錨桿支護(hù)沖擊地壓巷道存在的主要問題17-18
• 1.7 本文主要研究內(nèi)容18
• 1.8 研究方法及技術(shù)路線18-20
• 2 弱沖擊地壓巷道支護(hù)原理20-30
• 2.1 沖擊地壓發(fā)生的能量條件20
• 2.2 巷道弱沖擊地壓發(fā)生機(jī)理20-27
• 2.3 弱沖擊地壓巷道的支護(hù)原理27-30
• 3 錨桿支護(hù)弱沖擊地壓巷道原理30-46
• 3.1 錨桿種類及構(gòu)件30-31
• 3.1.1 錨桿種類30
• 3.1.2 錨桿的組成及作用30-31
• 3.2 錨桿支護(hù)理論31-34
• 3.3 錨桿分級支護(hù)沖擊地壓機(jī)理分析34-45
• 3.3.1 錨桿支護(hù)弱沖擊地壓巷道細(xì)觀機(jī)理34-36
• 3.3.2 錨桿支護(hù)弱沖擊地壓巷道能量機(jī)理36-37
• 3.3.3 基于損傷力學(xué)的錨桿支護(hù)沖擊地壓巷道宏觀機(jī)理37-40
• 3.3.4 損傷本構(gòu)模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證40-41
• 3.3.5 基于損傷本構(gòu)模型的錨固體沖擊危險(xiǎn)性分析41-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 4 FLAC數(shù)值模擬分析46-56
• 4.1 軟件簡介46-47
• 4.2 龍固礦7303工作面回風(fēng)巷模擬47-54
• 4.2.1 模型建立47-50
• 4.2.2 結(jié)果分析50-54
• 4.3 本章小結(jié)54-56
• 5 現(xiàn)場應(yīng)用及結(jié)果56-68
• 5.1 沖擊危險(xiǎn)分析56-58
• 5.1.1 龍固礦西翼采區(qū)7303工作面概況56-57
• 5.1.2 龍固礦7303工作面沖擊危險(xiǎn)影響因素分析57-58
• 5.2 7303工作面回風(fēng)巷沖擊危險(xiǎn)性預(yù)測58-60
• 5.2.1 綜合指數(shù)法的沖擊危險(xiǎn)性預(yù)測原理[-]58
• 5.2.2 基于綜合指數(shù)法的沖擊危險(xiǎn)性預(yù)測58-60
• 5.3 龍固礦7303工作面回風(fēng)巷支護(hù)60-62
• 5.4 巷道錨桿支護(hù)效果檢測方法62-67
• 5.4.1 經(jīng)驗(yàn)觀察法62-63
• 5.4.2 位移檢測法63-65
• 5.4.3 電磁輻射法65-67
• 5.5 本章小結(jié)67-68
• 6 主要結(jié)論及展望68-70
• 6.1 結(jié)論68
• 6.2 展望68-70
• 致謝70-72
• 參考文獻(xiàn)72-78
• 附錄78
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文78
• B. 參與的科研項(xiàng)目78

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：840073