松软煤体中锚杆支护锚固体形成机理分析.pdf

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1、第33卷第5期河南理工大学学报(自然科学版)Vo1．33NO．52014年10月J0URNAL0FHENANP0LYTECHNICUNIVERSITY(NATURALSCIENCE)0ct．20l4松软煤体中锚杆支护锚固体形成机理分析胡跃敏’，刘国生，辛亚军。，勾攀峰(1．河南能源集团永华能源有限公司，河南洛阳471953；2．河南理工大学能源科学与工程学院，河南焦作454000)摘要：通过对松软煤体锚杆支护稳定性影响因素分析，利用数值模拟方法研究了松软煤体中锚杆作用机理，进而分析了松软煤体中锚固体形成条

2、件．结果表明，高预紧力锚杆支护作用下，树脂端锚体与松软煤体间的错动、滑移及在应力重新分布过程的锚杆滑脱与护表构件失效是松软煤体中锚杆支护失效的主要原因；松软煤体进行单根预紧力锚杆锚固后，锚杆轴向应力、附加应力场及位移场随预紧力提高而增大，但附加应力场(锚固体)成型范围受预紧力限制，即随着预紧力(40kN一60kN一80kN)增加，自由段两端附加应力场(锚固体)会出现“一定程度叠加一较大叠加范围一不能相互叠加”的过程，整体锚杆自由段轴向应力分布均匀；多根预紧力锚杆支护产生的附加应力场相互叠加形成锚固体，松软

3、煤体强度特征是形成锚固体的首要条件，可控条件为松软煤体强度与锚杆(较小)预紧力的匹配、增加锚杆长度与支护密度．关键词：松软煤体；锚杆支护；锚固体；失效特征中图分类号：TD353．6文献标识码：A文章编号：1673—9787(2014)05—0576-06Analysisofbolting—bodyformationmechanisminsoftcoalseamHUYue—min，LIUGuo—sheng，XINYa．jun，GOUPan．feng(1．YonghuaEnergyCo．LtdHenanEne

4、rgyandChemicalIndustryGroup，Luoyang471953，Henan．China：2．SchoolofEnergyScienceandEngineer-ing，HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo454000，Henan，China)Abstract：Throughtheanalysisofeffectivefactorsonbohingstabilityinasoftcoalbody，theboltingmecha—nismwasstudiedb

5、ynumericalsimulation，andtheanchoragebodyformationconditionswereanalyzedinthesoftcoalbody．Theresultsshowthatthemaincausesforboltingfailureinsoftcoalarebedseparation，theslipbetweenaresin—endanchoragebodyandasoftcoalbody，boltshedandthefailureofprotectingsurf

6、acecompo—nentundertheredistributingstress．Afterasingleprestressedboltisanchoredinasoftcoalbody，boltaxialstress，additionalstressanddisplacementfieldsincreasewiththeincreaseofaprestressingforce．Additionalstressfield(anchoragebody)regionsislimitedbyaprestres

7、singforce，thatis，additionalstressfields(anchor—agebody、intwofreeendscanproducea“some—more—nosuperposition”processwiththeincreaseofthepres—tressingforce．Axialstressisuniforminafreesegment，reducinggraduallyalongtheaxialanchorsegment．Anintegralanchoragebodyi

8、sformedinasuperpositionprocessofmultiple—boltadditionalstressfields．Thefirstconditionofaformationanchoragebodyisthecharacteristicsofsoftcoalbodystrength，andcontrolledcondi-tionsarethebolt(smaller)perstressingforcema