浅谈倾斜煤层巷道预应力锚杆（索）支护技术研究

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1、西安科技大学硕士学位论文倾斜煤层巷道预应力锚杆（索）支护技术研究姓名：寇卫锋申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：谷拴成20080415论文题目：倾斜煤层巷道预应力锚杆(索)支护技术研究专业：岩土工程硕士生：寇卫锋(签名)杰缢指导教师：谷拴成(签名)造丝型至摘要煤炭一直占我国能源的70％以上，在国民经济建设中占有举足轻重的地位。由于煤层的赋存条件非常复杂，倾斜煤层巷道普遍存在。能否建立适合倾斜煤层巷道的锚杆(索)支护计算模型，解决好倾斜煤层巷道的支护等问题，是倾斜煤层巷道顺利开掘和安全生产的关键，迫切需要深入的研究和探索。本文以乌兰煤矿8号煤层58

2、67机巷为主要研究对象，系统的分析了锚杆(索)支护的基本理论及设计方法，对预应力锚杆(索)对巷道围岩的控制作用机理作了较为深入的研究，并对不同锚固方式条件下，预应力锚杆的受力特点进行了分析，指出把合理的锚杆(索)预应力纳入到倾斜煤层巷道锚杆支护参数设计之中，对倾斜煤层巷道支护的稳定性具有十分重要的意义。在理论分析和现场调研的基础上，基于围岩松动圈理论和倾斜冒落拱理论，提出了三种倾斜煤层巷道顶板松动圈计算模型，利用计算模型确定了锚杆(索)最佳支护参数。对倾斜煤层巷道锚杆的切向锚固力进行了系统的理论分析，指出倾斜煤层巷道锚杆抗剪承载力计算的必要性，建立了锚

3、杆抗剪承载力的计算公式。运用大型有限差分软件FLAC3D对乌兰矿8号煤5867机巷倾斜煤层巷道建立了三维数值计算模型，分析了倾斜煤层巷道围岩变形破坏特征，指出：倾斜煤层巷道支护应以巷道的顶板、高帮下部、低帮上部和靠近低帮的底板为关键部位，同时应注意巷道底臌现象的发生。并对支护参数下巷道顶板沉降量、塑性区分布、围岩应力分布特征进行了数值模拟分析，验证了支护方案的安全可靠性。并选取试验段对巷道的收敛变形、顶板离层、围岩松动圈等进行监测与分析，进一步验证了计算方法及支护参数的安全和可靠性。本文的研究与实践，使倾斜煤层巷道支护由工程类比法上升到定量分析，为倾斜

4、煤层巷道锚杆(索)支护设计探索了新的途径。它必将在倾斜煤层巷道的支护设计中起着主要的参考作用。关键词：倾斜巷道；预应力锚杆；支护设计；数值模拟；支护监测研究类型：应用研究Subject：StudyonTechnologyofPre—stressedBolt(cables)SupportinginInclinedRoadwaySpecialty：GeotechniqueName：KouWeifengInstructor：GuShuanchengAbstract(Signature)逝幽(Signature)一Morethan70percentofener

5、gyiscoalwhichoccupiesapivotalpositioninconstructionofnationaleconomyinourcountry．Becauseofthecomplexityofdistributingconditionsofcoalseam，theinclinedcoalroadwayisubiquitous．Thekeysofminingsuccessfullyandproducingsafelyarebuildingthecompatiblecalculationmodelofbolt(cable)andsolvi

6、ngtheproblemofreinforcementoftheinclinedcoalroadway．Theyareneededlucubratedandresearchedimminently．Thepaperisonthebasisofthemechanizedroadwayof8tIIcoalseanlofWulanmillecoal，analyzesthebasictheoryanddesignmethodofthebolt(cable)systematically，lucubratesthecontrolmechanismofthesurr

7、oundingrockbypre—stressbolt，expatiatethereinforcementmechanismofthestratifiedrockroofbypre-stressbolt，andpointoutthatitissignificanttostabilityofsteeproadwayreinforcementtobringingreasonablepre-stressboltintothereinforcementparameterdesignofinclinedcoalseamroadwaybolt．Basedupont

8、hetheoryanalysisandlocalresearchandthetheoryofs