特厚煤層大斷面煤巷頂板離層及錨固效應(yīng)研究.pdf

1、全煤大巷跨度較大，圍巖為松散破碎的煤體，強度較低，受力復(fù)雜，圍巖的變形量及破裂范圍都很大。由于理論知識的局限，目前對于大斷面全煤巷的變形破壞機(jī)理、圍巖變形控制的認(rèn)識還不是很清楚，巷道圍巖穩(wěn)定性受采動影響的變化規(guī)律沒有考慮或研究的較少，特別是當(dāng)巷道頂板巖層中存在著弱面時，所以有必要研究大斷面全煤巷道圍巖的變形特征并對相應(yīng)的錨固支護(hù)效應(yīng)進(jìn)行分析；同時，已有的研究結(jié)果表明煤層頂板的巖性特征及巖層結(jié)構(gòu)是影響錨桿支護(hù)設(shè)計及支護(hù)效果的主要因素，離層

2、是煤巷頂板破壞失穩(wěn)的基本特征或直接原因，因此，有必要首先對大斷面巷道頂板的離層成因及離層機(jī)理、影響因素進(jìn)行分析，及時準(zhǔn)確地掌握各種影響因素下的煤巷頂板離層情況。 本文正是圍繞著以上問題展開研究的，其研究內(nèi)容和研究成果如下： (1)具體分析了巷道頂板離層的發(fā)生過程及形成機(jī)理，并對影響巷道頂板離層的因素進(jìn)行了分析，得出項板離層是地應(yīng)力、圍巖力學(xué)性質(zhì)、圍巖體結(jié)構(gòu)、錨固方式、巷道斷面等諸多因素綜合作用的外在表現(xiàn)。其中：

3、①巷道埋深H、側(cè)壓系數(shù)λ是影響頂板離層的關(guān)鍵因素； ②彈性模量E是影響頂板離層的關(guān)鍵因素；抗拉強度及內(nèi)摩擦角對頂板離層的影響微弱，不是影響頂板離層的關(guān)鍵因素；內(nèi)聚力對項板離層的影響可以分為2個階段：內(nèi)聚力在原值基礎(chǔ)上的減小對頂板離層ⅠSd1、頂板離層ⅡSd2以及總離層量Ddt的影響很明顯，但是內(nèi)聚力在原值基礎(chǔ)上的增加對頂板離層影響不大。 ③巷道斷面寬度B是影響項板離層的重要因素，巷道斷面高度H對頂板離層有一定的影響，但是

4、影響程度不如巷寬B。 ④錨固方式是影響頂板離層的顯著因素。合理的巷道圍巖錨固方式可以有效地減小頂板離層值。 (2)對不同載荷系數(shù)影響下回風(fēng)大巷在無支護(hù)時的圍巖破壞特征、機(jī)理進(jìn)行了分析，確定了巷道圍巖的塑性屈服破壞面積隨載荷系數(shù)的增加而相應(yīng)變化的規(guī)律；得出了巷道圍巖的垂直應(yīng)力集中系數(shù)、水平應(yīng)力集中系數(shù)、體積應(yīng)變增量隨載荷系數(shù)增加而發(fā)展演化的規(guī)律；得到了巷道項底板相對位移移近量、巷道兩幫相對位移移近量隨載荷系數(shù)的增加而相應(yīng)變