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《松軟厚煤層開切眼錨網(wǎng)索支護(hù)技術(shù)研究及其應(yīng)用》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第18卷第6期中原工學(xué)院學(xué)報(bào)Vol.18No.62007年12月JOURNALOFZHONGYUANUNIVERSITYOFTECHNOLOGYDec.,2007文章編號(hào):1671-6906(2007)06-0035-05松軟厚煤層開切眼錨網(wǎng)索支護(hù)技術(shù)研究及其應(yīng)用121張玉國,張佃春,祝彥知(1.中原工學(xué)院,鄭州450007;2.山東鄒城市建筑設(shè)計(jì)研究院,山東鄒城273500)摘要:針對(duì)松軟厚煤層綜放面開切眼斷面大和圍巖變形破壞強(qiáng)烈等特征,建立開切眼原始圍巖結(jié)構(gòu)計(jì)算模型,模擬計(jì)算各種不同
2、的錨網(wǎng)索支護(hù)方案,優(yōu)化支護(hù)參數(shù),選定安全經(jīng)濟(jì)的支護(hù)方案.現(xiàn)場工業(yè)性試驗(yàn)表明,錨網(wǎng)索支護(hù)方案I滿足工程要求.關(guān)鍵詞:開切眼;錨網(wǎng)索;對(duì)接錨桿;數(shù)值計(jì)算;現(xiàn)場試驗(yàn)中圖分類號(hào):TU443;TD353文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A[1-7]在巷道圍巖控制研究方面,國外學(xué)者已做了大量工作,提出了多種支護(hù)技術(shù)和理論,并在巷道圍巖1開切眼巷道數(shù)值模擬計(jì)算中發(fā)揮著重要作用.然而,由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性和圍巖應(yīng)力分布規(guī)律的差異性等原因,大埋深軟巖巷道支UDEC是針對(duì)非連續(xù)介質(zhì)模型的二維離散元數(shù)護(hù)技術(shù)還不成熟和完善,必須針對(duì)各種具體情況開展值計(jì)算程
3、序,主要模擬靜載或動(dòng)載條件下非連續(xù)介質(zhì)研究,提出對(duì)應(yīng)的支護(hù)技術(shù)和措施.(如節(jié)理塊體)的力學(xué)行為特征.對(duì)于不連續(xù)的節(jié)理以薛村煤礦采用綜放工藝開采,回采巷道沿底板及完整的塊體,UDEC都有豐富的材料特性模型,提布置.目前,薛村煤礦綜放面開切眼常采用工字鋼對(duì)供了適合巖土的7種材料本構(gòu)模型和5種節(jié)理本構(gòu)模接梁支護(hù)方式.由于開切眼斷面大以及支護(hù)強(qiáng)度低、型,能夠較好地適應(yīng)不同巖性和不同開挖狀態(tài)條件下煤體強(qiáng)度低、煤層松軟破碎和高地應(yīng)力場等因素影的巖層運(yùn)動(dòng)和巷道變形的需要,尤其重要的是響,在掘進(jìn)和服務(wù)期間,應(yīng)力集中峰值向兩幫深處轉(zhuǎn)UDEC3.0
4、可以很好地模擬支架和錨桿的端錨和全錨移,巷道圍巖應(yīng)力場難以在短時(shí)間內(nèi)重新達(dá)到平衡,及預(yù)緊力.因此,本文利用UDEC開放式系統(tǒng)編制程圍巖變形破壞強(qiáng)烈、難以控制,危及安全生產(chǎn).隨著序?qū)Σ煌ёo(hù)方案中的開切眼圍巖變形情況進(jìn)行模擬我國煤礦資源的日趨枯渴和多數(shù)煤礦逐漸進(jìn)入中后分析.期開采,類似薛村煤礦開采條件的情況會(huì)越來越多.1.1計(jì)算模型的建立因此,進(jìn)行開切眼錨網(wǎng)索支護(hù)技術(shù)探索性研究是非開切眼兩側(cè)為實(shí)體煤,其計(jì)算模型選取鉛垂向上常必要和極其緊迫的.方向?yàn)閥方向,沿煤層走向?yàn)閤方向.考慮到巷道變形的影響范圍,根據(jù)彈塑性理論,取5倍以外的
5、區(qū)域作為本文針對(duì)現(xiàn)場生產(chǎn)地質(zhì)條件和現(xiàn)有支護(hù)手段,利用數(shù)值計(jì)算和現(xiàn)場工業(yè)性試驗(yàn),以確定適于松軟破碎計(jì)算模型的邊界.y向頂板巖層取34.8m,上邊界加載均布載荷,簡化模型結(jié)構(gòu);底板巖層取12.6m.在x厚煤層開切眼的錨網(wǎng)索支護(hù)方案,并為類似工程提供向上,左側(cè)取23m,右側(cè)取21.8m.開切眼寬為5.2借鑒.2m,高2.6m,其斷面面積為13.52m.計(jì)算模型的尺寸為50m50m,側(cè)應(yīng)力系數(shù)取3/4,開切眼圍巖本收稿日期:2007-01-30作者簡介:張玉國(1973-),男,山東滕州人,博士,講師.&36&
6、中原工學(xué)院學(xué)報(bào)2007年第18卷構(gòu)關(guān)系采用摩爾-庫侖模型.在上述計(jì)算方案中,選用W鋼帶以及鋪塑料網(wǎng)護(hù)根據(jù)本工作面原始的地質(zhì)條件及巖層屬性和賦存頂,錨索(桿)打在鋼帶上;幫錨桿拉拔力不小于15情況,對(duì)模型進(jìn)行相應(yīng)的巖層布置、節(jié)理塊體的劃分以kN,預(yù)緊力矩不小于60N&m,頂錨桿拉拔力不小于及參數(shù)的設(shè)定,添加邊界約束條件,模型運(yùn)行226164kN,預(yù)緊力矩不小于100N&m,巷幫角錨桿拉拔步,模型基本處于平衡狀態(tài).原始圍巖結(jié)構(gòu)計(jì)算模型如力不少于50kN,錨索預(yù)緊力不小于60kN;錨索排距圖
7、1所示.圖中,模型上部邊界條件為應(yīng)力邊界條件,為0.7m.若打立柱,每排打單體液壓支柱兩根,單體應(yīng)力為均布載荷q,其值q=8.26MPa;下部邊界條件液壓支柱打在木板梁下方,每根支柱初撐力不少于為位移邊界條件,在x方向上可以運(yùn)動(dòng),y方向上為鉸100kN;其間距為2.1m,排距為1.4m.支;左側(cè)和右側(cè)邊界條件為位移邊界條件,在y方向1.3數(shù)值模擬結(jié)果及其分析上可以運(yùn)動(dòng),x方向上為鉸支.1.3.1不同支護(hù)方案巷道圍巖位移比較對(duì)于維護(hù)松軟厚煤層巷道的穩(wěn)定性來說,有效控制頂部煤巖體下位巖層、兩幫收斂、控制巷道圍巖塑性區(qū)的發(fā)展、巷道
8、圍巖應(yīng)力集中等是關(guān)鍵.為了便于比較分析,計(jì)算模型運(yùn)行時(shí)步皆為2000步.不同支護(hù)模型計(jì)算條件下,巷道圍巖變形量見表1.在模擬方案-%中,方案采用3根錨索,頂板下沉量、底鼓量以及兩幫收斂量都最小,表明錨索支護(hù)能有效地控制頂板下沉.在實(shí)際工程中,由于錨索可打到頂板的
