深埋巷道預(yù)應(yīng)力讓壓錨桿支護(hù)技術(shù)及應(yīng)用研究.pdf

1、隨著煤礦開采深度的不斷增加，巷道穩(wěn)定支護(hù)日益成為深部開采的一大難題。目前在眾多煤礦的深埋巷道支護(hù)中，錨桿破斷甚至支護(hù)體系失效等問題日漸突出。本文通過大量深埋巷道支護(hù)實(shí)例調(diào)查與分析，認(rèn)為高地應(yīng)力、大變形以及沖擊礦震作用強(qiáng)烈是影響深埋巷道支護(hù)的關(guān)鍵科學(xué)問題。為此，本文提出了一種適用于深埋巷道支護(hù)的新型預(yù)應(yīng)力讓壓錨桿支護(hù)技術(shù)，分別就預(yù)應(yīng)力讓壓錨桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和力學(xué)特性、預(yù)應(yīng)力讓壓錨桿支護(hù)下圍巖應(yīng)力和變形規(guī)律以及錨桿支護(hù)機(jī)理、預(yù)應(yīng)力讓壓錨桿的錨固

2、性能及其主要影響因素、動載作用下預(yù)應(yīng)力讓壓錨桿的適應(yīng)性等問題進(jìn)行了深入探討，并將預(yù)應(yīng)力讓壓錨桿成功應(yīng)用于一實(shí)際深埋巷道支護(hù)，主要研究工作如下： (1)將一種具有特殊結(jié)構(gòu)的讓壓管與高強(qiáng)錨桿組合，研發(fā)出一種新型預(yù)應(yīng)力讓壓錨桿。讓壓管具有恒阻變形特性，其讓壓變形功能可通過讓壓點(diǎn)、最大讓壓距離以及讓壓管穩(wěn)定系數(shù)等特征參數(shù)予以控制。與普通錨桿相比，讓壓錨桿的性能得到大大改善。將拉拔試驗(yàn)得到的讓壓錨桿軸向力一軸向變形關(guān)系予以適當(dāng)簡化，給出了

3、分段式軸向力一軸向變形本構(gòu)方程。 (2)開展了預(yù)應(yīng)力讓壓錨桿支護(hù)機(jī)理的理論研究，其支護(hù)作用可從三個方面解釋：一是具有調(diào)整圍巖應(yīng)力分布的作用：二是對錨桿起到保護(hù)作用；三是讓壓管發(fā)揮作用后，圍巖的變形能主要轉(zhuǎn)化為錨桿系統(tǒng)的彈性應(yīng)變能，讓壓錨桿具有顯著的讓壓耗能作用。 (3)提出一種讓壓錨桿預(yù)應(yīng)力施加方法，基于ANSYS有限元軟件建立了預(yù)應(yīng)力讓壓錨桿—圍巖共同作用體系的數(shù)值模型，建立了新型高預(yù)應(yīng)力讓壓錨桿支護(hù)數(shù)值模擬分析方法，

4、開展了預(yù)應(yīng)力讓壓錨桿支護(hù)數(shù)值試驗(yàn)；深入探討了讓壓錨桿設(shè)計(jì)參數(shù)、安裝應(yīng)力以及讓壓管特征參數(shù)對預(yù)應(yīng)力讓壓錨桿錨固效果的影響，得到一些規(guī)律性認(rèn)識，指出讓壓錨桿應(yīng)用于深埋巷道支護(hù)具有較普通錨桿更為顯著的穩(wěn)定性。 (4)針對深埋巷道礦震顯現(xiàn)強(qiáng)烈的特點(diǎn)，開展了動載作用下預(yù)應(yīng)力讓壓錨桿錨固性能分析；深入探討了礦震類型、礦震頻率和強(qiáng)度特性對巷道不同部位處錨桿動力響應(yīng)的影響，指出讓壓錨桿的塑性讓壓功能使其較普通錨桿具有更強(qiáng)的動載適應(yīng)性。動載作用可