综放沿空巷道顶部锚杆剪切变形分析

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1、第30卷第6期煤炭学报Vol.30No.62005年12月JOURNALOFCHINACOALSOCIETYDec12005文章编号:0253-9993(2005)06-0681-04综放沿空巷道顶部锚杆剪切变形分析缪协兴,茅献彪,朱川曲,刘卫群(中国矿业大学,江苏徐州221008)摘要:针对煤矿大量采用的小煤柱锚网支护,尤其是综放沿空巷道锚网支护,在巷道围岩大变形过程中,锚杆可能会承受较大的剪切变形情况,从理论上分析了综放沿空巷道顶部全长锚固锚杆承受剪切变形的机理,并用数值模拟的方法计算出了其锚杆上的剪切力分布、最大剪切力和最大剪切应力.计算分析表明:在围岩大变形情况下,综放沿空巷道顶

2、部锚杆上的最大剪切应力有可能接近或超过其材料的许用剪切应力,此时锚杆的剪切作用效应将不可忽视.关键词:综放沿空巷道;锚杆支护;剪切变形;锚杆剪断分析中图分类号:TD35316文献标识码:AAnalysisonshearingdeformationofroofsupportboltingob2sideentryoffully2mechanizedcavingfaceMIAOXie2xing,MAOXian2biao,ZHUChuan2qu,LIUWei2qun(ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou221008,China)Abstract:

3、Theboltprobablysupportslargershearingdeformationinthecourseofhugedeformationofroadwaysur2roundingrock,forinstancethecablebolts2metalmeshreinforcementofsmallpillaradoptedlargelyincoalmine,es2peciallythatingob2sideentryoffully2mechanizedcavingface(FCF),themechanismthatthefull2columnroofsupportbolts

4、ustainsshearingdeformationingob2sideentryofFCFwasanalyzedbytheoreticalresearch,andtheshearingstressdistribution,themaximumshearingforceandthemaximumshearingstressinboltswereobtainedwiththehelpofnumericalsimulation.Itisindicatedthatthemaximumshearingstressoftheroofsupportboltingob2sideentryofFCFwi

5、llapproachorexceedtheallowableshearingstressofboltmaterialsinconditionoflargede2formationinsurroundingrock,andhere,theshearingeffectofboltisnottobeneglected.Keywords:gob2sideentryoffully2mechanizedcavingface;boltsupport;shearingdeformation;boltsnipanalysis[1～3][4][5]随着煤巷锚杆支护技术的成熟和普及,综放沿空巷道(包括沿空掘巷

6、和沿空留巷)也大多采用锚、索、网联合支护技术.大多数综放沿空巷道都采用沿底掘进,煤柱或充填巷帮宽仅为3～5m,也就是综放沿空巷道具有顶板为煤层、煤柱小、断面大等显著特征.实践证明,综放沿空锚杆支护巷道受采动影响时,一般具有大变形动压特征.尤其对于巷道顶板来说,由于煤柱小(充填体宽度更小),受动压影响时,顶板会向采空区侧发生显著倾斜,即类似于悬壁梁式的弯曲下沉变形.受这种显著弯曲变形作用的顶部锚杆,特别是全长锚固支护锚杆,其变形已不再是简单的拉伸状态,而是拉、剪、弯组合变形状态.如果锚杆支护方位参数设计不合理,锚杆可能会受显著剪切力作用,甚至可能会发生剪切断裂,因而收稿日期:2005-04

7、-01基金项目:国家杰出青年科学基金资助项目(50225414);国家自然科学基金重大资助项目(50490270);国家自然科学基金资助项目(50374065)作者简介:缪协兴(1959-),男,江苏江阴人,教授,博士生导师.E-mail:xxmiao@cumt1edu1cn682煤炭学报2005年第30卷失去锚杆原有的拉紧支护功能.本文针对综放沿空巷道矿压特征,从理论和数值模拟两个方面分析综放沿空巷道顶部锚杆的剪切变形机理.1综放