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深部厚顶煤巷道纵横钢带联合支护对比研究及机制分析

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中南大学学报（自然科学版） 2013年第12期44卷 5075-5083页

作者：李海燕李为腾王德超李术才张红军王琦王洪涛李智山东大学岩土与结构工程研究中心山东济南250061 兖矿集团有限公司博士后科研工作站山东邹城273500

针对常规锚网索带支护方式在深部煤巷支护中出现的问题,以山东赵楼煤矿11301工作面深部厚顶煤巷道为工程背景,设计纵向单带和纵向双带2种纵横钢带联合支护方案。通过数值模拟和现场试验研究发现:2种纵横钢带联合支护方案均能够有效改善... 详细信息

针对常规锚网索带支护方式在深部煤巷支护中出现的问题,以山东赵楼煤矿11301工作面深部厚顶煤巷道为工程背景,设计纵向单带和纵向双带2种纵横钢带联合支护方案。通过数值模拟和现场试验研究发现:2种纵横钢带联合支护方案均能够有效改善围岩控制效果,且纵向单带方案优于纵向双带方案;巷道顶板围岩控制效果与支护阻力在顶板中形成的压应力值及范围正相关。根据顶板沉降、顶板弯曲变形、支护构件受力及顶板应力等试验结果综合分析,总结了纵横钢带联合支护方式围岩作用机制:(1)厚顶煤巷道巷中顶板是围岩控制的关键部位,巷中顶板纵向锚索钢带能够有效控制顶板的弯曲变形,实现顶板的刚性自稳;(2)纵向钢带扩大了护表面积,改善了支护阻力分布状态;(3)纵向钢带有效减小锚索预紧力损失,保证支护系统高初锚力及后期支护阻力达到较高水平;(4)纵向锚索钢带与横向锚杆钢带一起组成三维控制体系,提高支护系统的整体刚度与支护能力。纵横钢带联合支护方式扩展了煤巷锚网索带支护方式使用范围,提高了围岩控制效果,且施工简单,支护成本低。

关键词：厚顶煤纵横钢带布置方式作用机制

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大断面厚顶煤巷道顶板冒落破坏的上限分析

岩土力学 2014年第3期35卷 795-800页

作者：王琦王洪涛李术才王德超江贝张红军李为腾山东大学岩土与结构工程研究中心济南250061 山东省矿山灾害预防控制国家重点实验室培育基地山东青岛266590 兖矿集团有限公司博士后科研工作站山东邹城273500

根据大断面厚顶煤巷道顶板的破坏特性,考虑了顶板围岩应力水平与支护荷载的影响,利用Hoek-Brown强度准则及其相关联的流动法则,构造出厚顶煤巷道顶板的冒落破坏机构。基于塑性力学中的上限分析方法,结合变分原理,推导得到了大跨度厚顶... 详细信息

根据大断面厚顶煤巷道顶板的破坏特性,考虑了顶板围岩应力水平与支护荷载的影响,利用Hoek-Brown强度准则及其相关联的流动法则,构造出厚顶煤巷道顶板的冒落破坏机构。基于塑性力学中的上限分析方法,结合变分原理,推导得到了大跨度厚顶煤巷道顶板的冒落破坏机制,并以赵楼煤矿某巷道现场实践为例,分析了不同计算参数对顶板冒落破坏机制的影响。计算研究表明:随着岩体经验参数A、抗拉强度、抗压强度及支护荷载的增加,冒落体尺寸随之增大,而当岩体经验参数B、围岩应力及岩体重度增加时,冒落体尺寸则随之减小;冒落体尺寸代表了巷道顶板安全性能的大小,其尺寸越大,表明使巷道顶板发生冒落破坏所需外力功越多,顶板安全性能也越高;岩体经验参数B、围岩应力水平与支护荷载对顶板围岩破裂机制影响较为显著,参数B决定了冒落体的破裂形状,随着参数B的增加,冒落破裂迹线的曲率不断减小;增大支护阻力是提高顶板稳定性的有效途径,其研究结果可为大断面厚顶煤巷道支护设计提供一定的理论依据。

关键词：厚顶煤顶板 Hoek-Brown强度准则塑性上限分析围岩应力

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厚顶煤高煤帮巷道围岩稳定及控制分析

煤矿安全 2016年第9期47卷 229-232页

作者：徐祝贺杨玉亮李永明山西大同大学煤炭工程学院山西大同037003

为解决厚顶煤高煤帮巷道围岩控制难题,通过数值模拟研究了不同高度时巷道围岩的变形破坏情况。结果表明:巷道高度的增加对两帮的变形破坏影响最大,顶板次之;在巷道顶板和两帮岩层中存在围岩变形剧烈程度的分界点,且分界点位置与断面尺... 详细信息

为解决厚顶煤高煤帮巷道围岩控制难题,通过数值模拟研究了不同高度时巷道围岩的变形破坏情况。结果表明:巷道高度的增加对两帮的变形破坏影响最大,顶板次之;在巷道顶板和两帮岩层中存在围岩变形剧烈程度的分界点,且分界点位置与断面尺寸、顶板岩性有关。根据巷道围岩的变形破坏特征和具体生产地质条件确定了锚杆锚索联合支护方案,现场实践表明该方案有效控制了巷道围岩变形。

关键词：厚顶煤高煤帮数值模拟围岩控制围岩变形

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厚顶煤大跨度开切眼锚杆锚索支护技术

煤矿安全 2012年第2期43卷 102-105页

作者：蒋志刚阚磊刘栋周艳青中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221008 安徽恒源煤电股份有限公司钱营孜煤矿安徽宿州235162

通过现场实测某矿厚顶煤大跨度开切眼围岩破裂发展发育规律,在总结目前矿方支护方案存在问题的基础上,分析了高强度高预应力锚杆锚索支护机理。采用数值模拟与已有经验相结合的方法,确定出合理的锚梁网索支护设计,在井下工业性试验中,... 详细信息

通过现场实测某矿厚顶煤大跨度开切眼围岩破裂发展发育规律,在总结目前矿方支护方案存在问题的基础上,分析了高强度高预应力锚杆锚索支护机理。采用数值模拟与已有经验相结合的方法,确定出合理的锚梁网索支护设计,在井下工业性试验中,有效控制了厚顶煤大跨度开切眼软弱破碎围岩的强烈变形,对矿区类似条件下,巷道围岩支护具有重要指导意义。

关键词：厚顶煤开切眼围岩控制数值模拟

大断面厚顶煤回采巷道锚杆索协同支护技术研究

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矿业研究与开发 2020年第1期40卷 70-75页

作者：单仁亮李兆龙鲍永生原鸿鹄黄鹏程李赓照中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 大同煤矿集团有限责任公司马脊梁矿山西大同市037027

以大断面厚顶煤巷道的围岩破坏机理为依据,采用FLAC3D数值模拟计算,对传统联合支护和锚杆索协同支护的围岩变形、塑性区分布等进行了对比分析。结果表明:单纯增加锚索的局部支护密度对顶板支护意义并不大,支护过程中应重视顶板锚索的均... 详细信息

以大断面厚顶煤巷道的围岩破坏机理为依据,采用FLAC3D数值模拟计算,对传统联合支护和锚杆索协同支护的围岩变形、塑性区分布等进行了对比分析。结果表明:单纯增加锚索的局部支护密度对顶板支护意义并不大,支护过程中应重视顶板锚索的均匀布置,使得锚杆、索充分发挥协同支护作用;研究发现锚杆、索协同支护体系可以将锚杆、索等支护构件的锚固作用最大化,节省支护成本,并有效改善围岩的变形状况,防止巷道围岩出现大变形甚至片帮、冒顶等事故。现场应用试验表明,采用锚杆、索协同支护体系后,巷道顶板下沉量和两帮移近量较传统支护方案分别减少了21.3%和18.4%,支护效果良好。

关键词：协同支护强帮护顶大断面厚顶煤数值模拟

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大断面厚顶煤巷道围岩控制技术研究

煤矿开采 2016年第5期21卷 52-55页

作者：徐祝贺李永明杨玉亮山西大同大学煤炭工程学院山西大同037003

分析了大断面厚顶煤巷道围岩难支护的原因为围岩破坏不确定性强、围岩变形破坏严重。通过理论分析、数值模拟研究了煤巷的破坏特征,提出采用具有"柔性"的锚杆和具有"刚性"的锚索联合支护技术,并运用数值模拟对支护方案的主要参数进行了... 详细信息

分析了大断面厚顶煤巷道围岩难支护的原因为围岩破坏不确定性强、围岩变形破坏严重。通过理论分析、数值模拟研究了煤巷的破坏特征,提出采用具有"柔性"的锚杆和具有"刚性"的锚索联合支护技术,并运用数值模拟对支护方案的主要参数进行了研究。结合生产地质条件确定了煤巷的支护方案,现场实践表明该支护技术能有效控制大断面煤巷变形,支护效果较好。

关键词：大断面厚顶煤数值模拟支护参数

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大采高厚顶煤回采巷道围岩破坏分析及支护

煤矿安全 2018年第1期49卷 222-225,229页

作者：赵涛煤科集团沈阳研究院有限公司辽宁抚顺113122 煤矿安全技术国家重点实验室辽宁抚顺113122

为解决大采高厚顶煤综放回采巷道围岩控制难题,以同忻矿2101运输巷为工程背景,通过实验室实验、数值分析及现场应用监测等手段对巷道围岩力学性质和变形破坏机制进行研究并据此确定了巷道支护方案。研究表明:随围压的增加,煤岩样峰值强... 详细信息

为解决大采高厚顶煤综放回采巷道围岩控制难题,以同忻矿2101运输巷为工程背景,通过实验室实验、数值分析及现场应用监测等手段对巷道围岩力学性质和变形破坏机制进行研究并据此确定了巷道支护方案。研究表明:随围压的增加,煤岩样峰值强度及变形显著增加,产生明显的塑性变形并出现塑性强化和扩容现象,使煤岩由延性向脆性转变;巷道顶板、两帮、两肩是变形破坏的主要区域,高剪切应力和水平压应力是巷道围岩破坏的主因,巷道顶板和两帮侧的应力升高区相互贯通,形成围岩深部的承载结构,而其内部破碎煤岩则是巷道围岩控制的主要对象;提出了巷道支护可行方案,并对各方案支护效果进行了模拟分析,确定最优方案并进行现场试验,现场监测巷道变形量较小,围岩完整、稳定,支护效果较好,能满足矿井安全生产要求。

关键词：厚顶煤回采巷道变形破坏围岩控制锚杆支护

深部厚顶煤巷道高预应力锚索梁支护优化技术研究

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中国煤炭 2012年第1期38卷 56-59页

作者：王琦李海燕江贝王德超李为腾李智山东大学岩土与结构工程研究中心山东省济南市250061 山东科技大学土木建筑学院山东省青岛市266590 山东科技大学资源与环境工程学院山东省青岛市266590

赵楼煤矿3302轨道巷为埋藏千米的深井巷道,在原支护条件下顶板沉降量大,围岩变形严重。针对此,采用钻孔窥视仪及地质雷达探测了巷道围岩的破裂区域,并对松动破坏规律进行了分析。根据探测结果,提出了高预应力锚索梁支护优化方案,利用离... 详细信息

赵楼煤矿3302轨道巷为埋藏千米的深井巷道,在原支护条件下顶板沉降量大,围岩变形严重。针对此,采用钻孔窥视仪及地质雷达探测了巷道围岩的破裂区域,并对松动破坏规律进行了分析。根据探测结果,提出了高预应力锚索梁支护优化方案,利用离散元数值软件UDEC对方案优化前后的围岩裂隙分布及锚杆(索)受力进行了分析。数值模拟及现场监测结果表明,提高锚杆(索)预紧力可有效地控制锚固区内顶板离层,增强顶板的完整性;高预应力锚索梁支护方案显著改善了巷道围岩控制效果。

关键词：厚顶煤深部巷道支护松动破坏圈数值模拟高预应力锚索梁

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唐口煤矿深部厚顶煤巷道合理支护密度研究

煤炭技术 2017年第3期36卷 46-48页

作者：张金魁山东唐口煤业有限公司山东济宁272055

根据唐口煤矿以往的工程实践和现有的支护材料提出了多个锚杆(索)联合支护方案,分别对比锚杆(索)排距、锚索间距对支护效果的影响。通过数值模拟的手段确定了合理的锚杆(索)排距为1 000 mm,锚索间距为1 000 mm。根据确定的支护密度,形... 详细信息

根据唐口煤矿以往的工程实践和现有的支护材料提出了多个锚杆(索)联合支护方案,分别对比锚杆(索)排距、锚索间距对支护效果的影响。通过数值模拟的手段确定了合理的锚杆(索)排距为1 000 mm,锚索间距为1 000 mm。根据确定的支护密度,形成了最优支护方案。

关键词：深部采区厚顶煤联合支护支护密度