隨著煤礦開采深度的逐步增加,原巖應(yīng)力的不斷增大,導(dǎo)致圍巖的穩(wěn)定性越來越差,因此對于深部煤巷合理支護(hù)問題就顯得尤為重要。而目前預(yù)應(yīng)力錨桿在煤巷支護(hù)中已成為主要的有效支護(hù)方式,預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)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(hù)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(yù)應(yīng)力錨桿壓縮拱有效形成與合理支護(hù)參數(shù)進(jìn)行研究。通過實驗理論與數(shù)值模擬相互結(jié)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(yīng)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(yù)應(yīng)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(yīng)力的分析結(jié)果中來分析不同巖性巷道幫部壓縮拱的有效形成及結(jié)合原巖應(yīng)力下支護(hù)位移情況來確定合理的預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)參數(shù)。利用數(shù)值模擬軟件FLAC3D進(jìn)行數(shù)值模擬,得出的數(shù)值模擬結(jié)果后,導(dǎo)入到后處理軟件Tecplot中進(jìn)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(xué)安徽省

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

三軸壓縮應(yīng)力應(yīng)變圖

安徽建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章圍巖變形破壞特性及力學(xué)特征122.2圍巖應(yīng)力分析為了理想化分析巖體應(yīng)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(jìn)行研究，另外假定巷道原巖應(yīng)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(yīng)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(yīng)力分布問題來解決開挖時圍巖應(yīng)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(xué)的極坐標(biāo)公式計算圍巖三個應(yīng)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(yīng)力為：212r2rrmax4121（2-4）212r2rmin4121r（2-5）

安徽建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文第三章錨桿支護(hù)機(jī)理18第三章錨桿支護(hù)機(jī)理3.1錨桿支護(hù)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(hù)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(guān)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(jìn)行錨固，尾部的一端則用托盤等結(jié)構(gòu)進(jìn)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(hù)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(yīng)力，而是將其視為垮落松散巖體。在實踐中，懸吊理論若能應(yīng)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(yīng)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(cè)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(qiáng)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(yīng)用于頂板支護(hù)，不能應(yīng)用于幫部及底板支護(hù)。（2）組合梁理論圖3-2組合梁當(dāng)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(xiàn)】：
期刊論文
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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(shù)[D]. 王猛.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2010

碩士論文
[1]巷道錨桿支護(hù)圍巖加固體穩(wěn)定性評價方法研究[D]. 周攀.西安科技大學(xué) 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(xué) 2018
[3]錨桿對圍巖力學(xué)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(xué) 2016



本文編號：3609621