復(fù)合頂板巷道薄弱部位破壞機理與支護研究.pdf

1、在煤巷等地下工程中,巷道片幫冒頂,底鼓,頂板塌落極為常見。據(jù)不完全統(tǒng)計,巷道頂板事故占煤礦事故的59％以上。巷道變形破壞規(guī)律極為復(fù)雜,目前支護理論不完善,主要以采用工程類比法為主,支護設(shè)計時缺乏科學(xué)理論指導(dǎo),無法保證巷道的安全。
　　本文以兗州興隆煤礦為研究背景,利用理論分析、室內(nèi)實驗、數(shù)值模擬對復(fù)合頂板巷道的薄弱部位進行研究。運用 RFPA和 FLAC3D對復(fù)合頂板巷道破壞機理和薄弱部位進行分析,可知:
　　(1)利用 R

2、FPA軟件,建立不同薄弱部位的模型,模擬巷道的破壞形式,發(fā)現(xiàn)當(dāng)巷道兩幫為薄弱部位時,巷道兩幫出現(xiàn)坍落與片幫現(xiàn)象;當(dāng)巷道底板與兩幫為薄弱部位時,底板出現(xiàn)了沖切形式的破壞,同時兩幫出現(xiàn)坍落與片幫現(xiàn)象;當(dāng)巷道頂板為薄弱部位時,先從兩幫與頂板的交界處發(fā)生破壞,隨后破壞范圍擴大,頂板出現(xiàn)坍塌與冒頂現(xiàn)象,最終導(dǎo)致巷道頂板的破壞。
　　(2)用FLAC3D模擬巷道的不同薄弱部位(兩幫為薄弱部位、兩幫與底板為薄弱部位、頂板為薄弱部位),靠近巷道1

3、m到2m范圍內(nèi)的巖體應(yīng)力比較小,而巷道周圍3m到4m范圍內(nèi)的巖體應(yīng)力較大。
　　(3)以兗州興隆煤礦巷道頂板的受荷狀況及巖性試驗數(shù)據(jù)為參考,建立了不同排距和間距下的單錨桿支護巷道模型和聯(lián)合支護巷道模型,以考察頂板的變形,研究表明通過改變錨桿的排距和間距,單錨桿支護方式下頂板變形量最多可減少至160mm;錨桿錨索聯(lián)合支護方式下頂板變形量最多可減少至90mm,相比于無支護下的頂板變形量,說明采用錨桿、錨索聯(lián)合支護能最有效的控制巷道的變