隨著煤礦開采深度的逐步增加,原巖應力的不斷增大,導致圍巖的穩(wěn)定性越來越差,因此對于深部煤巷合理支護問題就顯得尤為重要。而目前預應力錨桿在煤巷支護中已成為主要的有效支護方式,預應力錨桿壓縮拱阻止圍巖變形失穩(wěn)也已成為共識。因此研究預應力錨桿壓縮拱有效形成與合理布置參數(shù),對于深部煤巷支護將具有重要的研究意義。本文僅從煤巷幫部的角度對不同巖性預應力錨桿壓縮拱有效形成與合理支護參數(shù)進行研究。通過實驗理論與數(shù)值模擬相互結合的方法首先分析不同巖性巷道幫部不同錨桿參數(shù)下圍巖內(nèi)的附加應力場情況,為了使分析具有代表性,圍巖巖性取軟弱煤巖與泥質(zhì)砂巖,錨桿預應力分別取40kN、80kN、100kN、120kN,錨桿長度分別取1.5m、2.0m、2.2m、2.5m、2.8m,錨桿間距分別取0.4m、0.6m、0.8m、1.0m;然后從附加應力的分析結果中來分析不同巖性巷道幫部壓縮拱的有效形成及結合原巖應力下支護位移情況來確定合理的預應力錨桿支護參數(shù)。利用數(shù)值模擬軟件FLAC3D進行數(shù)值模擬,得出的數(shù)值模擬結果后,導入到后處理軟件Tecplot中進行切片處理得到具體數(shù)據(jù),然后利用繪圖處理軟件Origin對這些具體... 

【文章來源】：安徽建筑大學安徽省

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

三軸壓縮應力應變圖

安徽建筑大學碩士學位論文第二章圍巖變形破壞特性及力學特征122.2圍巖應力分析為了理想化分析巖體應力處在彈性狀態(tài)的問題，巖體一般被假定為完全彈性狀態(tài)，即各向同性連續(xù)均勻介質(zhì)。其中巖體中裂隙不多的堅硬巖石可以用線彈性理論進行研究，另外假定巷道原巖應力不大，則可視軟弱巖體為線彈性狀態(tài)。因此以圓形巷道分析彈性狀態(tài)的圍巖應力。假定開挖一個半徑為0r的圓形巷道，開挖擾動范圍為3~50r。以上述的假定條件，可將平面空口處應力分布問題來解決開挖時圍巖應力問題，該平面為無限延伸而且兩向均受壓的平面。v表示垂直方向，h表示水平方向，hvk，在該圍巖某一點取單元體A(r，)，r為該點距離巷道中心O的距離，為水平方向與OA的夾角，如圖2-3所示。因此通過彈性力學的極坐標公式計算圍巖三個應力如下：圖2-3圓形巷道224000r2241k11143cos222vvrrrkrrr（2-1）24002411113cos222vvrrkkrr（2-2）2400r241123sin22vrrkrr（2-3）則可求出A點的主應力為：212r2rrmax4121（2-4）212r2rmin4121r（2-5）

安徽建筑大學碩士學位論文第三章錨桿支護機理18第三章錨桿支護機理3.1錨桿支護理論（1）懸吊理論圖3-1懸吊理論較早提出且早期常用于我國煤巷的支護理論是懸吊理論，該理論指出每個錨桿作用在煤巷圍巖上所發(fā)揮的作用都是獨立且不相關聯(lián)的；這就需要將錨桿穿過巖性差巖體，插入到堅硬巖體中進行錨固，尾部的一端則用托盤等結構進行固定。錨桿的作用就是通過桿體發(fā)揮的承載力作用與托盤約束力作用將松動不穩(wěn)定的下部巖體懸吊于穩(wěn)定堅硬的上部巖體上，簡言之就是用錨桿將直接頂連接起來從而避免其與老頂發(fā)生離層現(xiàn)象，以及避免頂板發(fā)生冒落從而維護了穩(wěn)定，如圖3-1所示。但是這一理論沒有充分利用與發(fā)揮圍巖其自承載能力，沒有考慮涉及開挖擾動圍巖中巖石相互之間作用的殘余應力，而是將其視為垮落松散巖體。在實踐中，懸吊理論若能應用須考慮錨桿能不能錨固到堅硬的巖體（老頂）中，其影響因素主要是直接頂厚度以及巖層數(shù)量與錨桿參數(shù)等。若破壞范圍大，則該理論就不能應用。但是實踐表明工程中很少能錨固到上部巖性好的巖體上，也能呈現(xiàn)出比較好的效果。這也側面說明了懸吊理論缺陷的存在，主要有：對于巖層間的變形控制沒有考慮錨桿控制其變形的作用，沒有考慮圍巖自承載能力及錨桿對其強度整體提高，只是單純的將直接頂與老頂連接起來，另外該理論只應用于頂板支護，不能應用于幫部及底板支護。（2）組合梁理論圖3-2組合梁當頂板上部沒有穩(wěn)定堅硬巖體時，懸吊理論將很難實現(xiàn)，于是組合梁理論誕生了，

【參考文獻】：
期刊論文
[1]我國煤礦錨桿支護的作用機理及關鍵技術[J]. 李瀟,湯占令.  內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟. 2018(15)
[2]我國煤礦深部開采現(xiàn)狀與技術難題[J]. 郭志偉.  煤. 2017(12)
[3]我國煤礦巷道錨桿支護技術發(fā)展60年及展望[J]. 康紅普.  中國礦業(yè)大學學報. 2016(06)
[4]我國煤礦深部開采現(xiàn)狀及災害防治分析[J]. 藍航,陳東科,毛德兵.  煤炭科學技術. 2016(01)
[5]高應力軟巖巷道支護失效機制及控制研究[J]. 李為騰,李術才,玄超,王琦,王新,邵行.  巖石力學與工程學報. 2015(09)
[6]深部開采的定量界定與分析[J]. 謝和平,高峰,鞠楊,高明忠,張茹,高亞楠,劉建峰,謝凌志.  煤炭學報. 2015(01)
[7]深部軟巖工程的研究進展與挑戰(zhàn)[J]. 何滿潮.  煤炭學報. 2014(08)
[8]軟弱半煤巖巷圍巖的變形機制及控制原理與技術[J]. 余偉健,馮濤,王衛(wèi)軍,劉海,馬平原,王平,李瑞豪.  巖石力學與工程學報. 2014(04)
[9]錨桿支護作用原理及影響因素分析[J]. 劉玉堂,劉愛卿.  煤炭科學技術. 2013(S2)
[10]煤巷強幫支護理論與應用[J]. 單仁亮,孔祥松,蔚振廷,李民族,楊樹軍,田亮.  巖石力學與工程學報. 2013(07)

博士論文
[1]煤礦深部開采巷道圍巖變形破壞特征試驗研究及其控制技術[D]. 王猛.遼寧工程技術大學 2010

碩士論文
[1]巷道錨桿支護圍巖加固體穩(wěn)定性評價方法研究[D]. 周攀.西安科技大學 2019
[2]基于位移梯度深部軟弱煤巖破碎范圍及破碎程度分析[D]. 周瑞鶴.安徽建筑大學 2018
[3]錨桿對圍巖力學性質(zhì)參數(shù)及受力狀態(tài)的影響[D]. 張文錫.中國礦業(yè)大學 2016



本文編號：3609621