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1、复合性软岩巷道联合支护优化设计第24卷第2期2007年O6月Journal采矿与安全工程ofMining&SafetyEngineeringVo1.24No.2June2007文章编号:1673—3363(2OO7)02—0235—04复合性软岩巷道联合支护优化设计余伟健,高谦,宋建国(1.北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,土木与环境工程学院,北京100083;2.山西华晋焦煤公司沙曲煤矿,山西柳林033300)摘要:为解决复合性软岩巷道的支护参数问题,针对沙曲矿某工作面平巷进行了锚固支护优化设计.分析了
2、松动圈及离层情况,根据松动圈理论及组合拱理论,并应用锚索的悬挂作用确定了耦合承栽区域,并提出耦合支护系统概念.根据巷道稳定安全系数,项底板相对收敛率和两帮相对收敛率这3个评价指标对3个方案进行了数值计算,给出了巷道锚固支护优化设计参数,确定了最优支护方案.理论计算和现场应用表明:此种锚索联合支护方案效果显着.关键词:复合性软岩;联合支护;耦合承栽区;优化中图分类号:TD353文献标识码:AOptimizationDesignofCombinedSupportingforComplexSoftRockRoadwaysYUWei—ji
3、an,GAOQian,SONGJian—guo,(1_StateKeyLaboratoryofHigh—EfficientMiningandSafetyofMetalMines,Civil&EnvironmentEngineeringSchool,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing100083,China;2.ShaquMine,HuajinPyro-CoalCorporation,Liulin,Shanxi033300,China)Abstract:Inorde
4、rtosolvetheproblemofsupportingparametersforcomplexsoftsurroundingrockroadways,theboltingsupportfortheentryofworkingfaceofShaquCoalMinewasopti—misticallydesigned.Basedonthebrokenrockzonetheoryandthecombinedarchtheory,weanalyzedthebrokenrockzoneandthebedseparation.Accor
5、dingtothehangingeffectofan—chorcable,wedeterminedthecoupledloadingareaandproposedanewconceptofcouplingsupporting.Threedifferentsupportschemesareputforwardandnumericallycalculatedbasedonthreeevaluatingindexes--thesafetyindexofroadwaystabilization,therelativeconvergence
6、rateofroofandfloor,andtherelativeconvergencerateofbothsides.Boththeoreticalcalcula—tionandpracticalapplicationshowthatthecombinedsupportschemehasaverygoodsupport—ingeffect.Keywords:complexsoftsurrounding—rocks;combinesupporting;couplingsupportingzone;optimizationdesig
7、n由于围岩呈弱软破碎结构及其变形机理的复杂性造成了复合性顶板难支护问题.如何确定在复杂围岩条件下的复合顶板承载圈大小,如何进行支护参数选取,进行软弱不稳定巷道的支护研究及其设计优化,是正确指导沙曲矿锚固支护设计的必要保证.目前支护参数优化设计研究已经将传统的弹塑性力学计算方法和计算机技术有效地结合起来,通过计算松动圈的大小,顶层离层位置,上覆岩体收稿日期:2006一O2—11基金项目:华晋焦煤公司攻关项目(200609)作者简介:余伟健(1978一),男,江西省都昌县人,博士,从事岩石力学,地下工程稳定性分析及数值模拟方面的研究E
8、-mail:ywilah@163.tomTel:010—62348596236采矿与安全工程第24卷压力及支护结构的可靠度等来设计并优化支护参数l】].因此,本文针对该矿某采区巷道进行松动圈及离层分析,确定承载圈大小,应用决策优化的评价指标来进行预
