煤炭行业专家指导性方向性论文

《煤炭行业专家指导性方向性论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、高应力软岩巷道耦合支护研究目的随着矿井开采向深部延伸，一次支护难以控制深部高应力软岩巷道的长期流变，通常尙要进行二次支护。但解决二次支护在时间和强度上与围岩变形Z间的耦合问题十分因难，本文利川FLAC2D数值计算软件中的指数蠕变模型，研究高应力软岩巷道二次耦合支护问题。方法利用FLAC2D数值计算软件中的指数蠕变模型，研究髙应力软岩巷道二次支护与围岩变形之间的耦合问题。首先，根据试验巷道生产地质条件建立数值分析模型，并根据现场矿压观测数据，采用反分析法，确定模型中各力学参数。模拟过程中每一计算步所盂时间设为100s,并采用分步计算的方法，即一次支护计

2、算平衡后，再分别计算二次支护时间、支护强度等对围岩蠕变速率的影响规律，进而分析高应力软岩巷道围岩应力与位移的时变规律、以及该时变规律与二次支护Z间的内在联系。结果从数值分析结果中可以看出，试验巷道一次支护麻：①变形初期（0〜10Ms）ffl岩移近速度比较剧烈，稳定后围岩移近速度约为0.08pm/s（即6〜7mm/d）,数值分析结果与现场实测结果基本吻合，验证了该模型的合理性，同时也表明一次支护不能保证巷道的稳定。②应力演化与围岩移近速度具有和似的时变规律，一次支护后1.5-2Ms（即415〜555h）,巷道周边应力与围岩变形速度都逐渐追于稳定，说明应

3、力与围岩变形速度稳定的时间基本一致,若二次支护过早（小于1Ms）,巷道处于应力演化与围岩变形的剧烈影响期，二次支护难以抵抗强大的变形压力。二次支护后：①二次支护滞后时间为200h时，围岩的蠕变速度最大，随着二次支护时间的延长，围岩蠕变速度逐渐减小，600h时达到最小值，这与巷道周边应力和围岩移近速度稳定的时间段非常接近，合理的二次支护时间应处于应力与围岩移近速度趋于稳定的时间段附近。②随着二次支护强度的提高，伟I岩平均蠕变速度逐渐减小，但支护强度超过0.25〜0.30MPa后，蠕变速度基木保持不变，高应力软岩巷道存在一个合理的二次支护强度范I韦I,超

4、过该强度范I韦I巷道围岩蠕变速度不会有明显降低。注浆加固范围对围岩蠕变速度的彩响规律类似支护强度的影响规律，超过一定加固范围后蠕变速度变化不明显，综合考虑技术和经济条件，试验巷道二次支护强度应在0.25〜0.30MPa之间，注浆半径不应小于3m0结论基丁FLAC2D指数蠕变模型得到的数值分析结果与现场实测基本吻合，验证了该模型的合理性。计算结果表明,巷道周边应力与围岩移近速度稳定的时间基本一致，若二次支护过早（小于1Ms）,巷道处于应力演化与围岩移近的剧烈影响期，二次支护难以抵抗强人的变形压力。在巷道周边应力和I节I岩变形速度趋于稳定时进行二次支护，

5、布I岩蠕变速度最低，针对试验巷道，合理的支护强度应在0.25〜0.30MPa之间，注浆加固半径不应小于3m。现场矿压观测表明，采用指数蠕变模型得到的二次支护强度范围，在布I岩变形速度稳定时进行二次支护，可以使二次支护在时间和强度上与I韦I岩变形实现耦合，有效控制了高应力软岩巷道的强烈变形、保持了巷道长期稳定。高预应力强力支护系统及其在深部巷道中的应用目的随着开采深度、广度和强度的不断增加，煤矿出现了大量复杂因难巷道。虽然高强度锚杆支护已成为煤矿巷道首选的支护方式，R在一般条件下取得了良好的支护效果，但对于深部及复杂困难巷道，高强度锚杆支护效果差，成本

6、高，不能满足巷道支护耍求。本文在研究深部及复杂困难巷道支护理论的基础上，开发高预应力、强力锚杆支护系统，以期为深部巷道提供有效的支护技术。方法釆用理论分析方法，研究深部巷道围岩变形特征、预应力锚杆支护的主要作用、锚杆预应力及其扩散对支护效果的作用、预应力锚杆支护系统的临界支护刚度和锚杆支护系统的延伸率等。在理论研究成果的指导下，开发高预应力、强力锚杆组合支护系统，包括强力锚杆、强力钢带及强力锚索系列材料。最后，进行深部巷道支护井下试验。采用有限差分数值模拟方法确定锚杆支护形式少参数。进行矿压监测为支护效果评价，验证支护理论的正确性与支护技术的有效性。

7、结果(1)深部及复杂因难巷道锚杆支护的主要作川在于控制锚固区围岩离层、滑动、裂隙张开、新裂纹产生等不连续的扩容变形，使围岩处于受压状态，抑制围岩弯曲变形、拉伸与剪切破坏的出现；合理的支护形式是：大幅度提高支护系统的初期支护刚度与强度，最大限度地保持围岩完整性，尽量减少围岩强度的降低；同时，支护系统应具有足够的延伸率，允许巷道围岩有较大的连续变形，使高应力得以释放。⑵锚杆预应力及其扩散对支护效果起决定作用。根据巷道地质条件确定合理的预应力，并使其实现有效扩散是支护设计的关键。锚杆托板、钢带与金属网等护表构件在预应力支护系统屮发挥极具重耍的作用。⑶开发岀

8、强力锚杆材料，屈服强度达到600MPa,抗拉强度达到800MPa,延伸率人于18%,锚杆预应力级别可超过10