基于上限法的深部大断面回采巷道顶板锚索设计方法研究

作     者：江贝 李术才 王琦 王富奇 张若祥 郭念波 任尧喜 王洪涛 张建 JIANG Bei LI Shu-cai WANG Qi WANG Fu-qi ZHANG Ruo-xiang GUO Nian-bo REN Yao-xi WANG Hong-tao ZHANG Jian

作者机构：济南大学土木建筑学院山东济南250022 山东大学岩土与结构工程研究中心山东济南250061 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116 兖矿集团有限公司山东邹城273500 龙口煤电有限公司山东龙口265700 

基　　金：国家自然科学基金(No.51674154 No.51474095) 中国博士后科学基金面上资助(No.2016M602144 No.2016M590150) 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室开放基金(No.SKLGDUEK1717 No.SKLGDUEK1519) 国家重点研发计划专项资助(No.2016YFC060090X)~~ 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2017年第38卷第8期

页      码：2351-2357,2367页

摘      要：针对目前深部大断面回采巷道控制难题和相应的高强锚索控制技术,考虑顶板围岩应力与支护荷载影响,利用Hoek-Brown强度准则及塑性力学中的极限分析上限法,得到了大断面巷道顶板的冒落破坏机制,提出了顶板锚索长度及匹配预紧力的设计方法。基于建立的锚索设计参数影响因素敏感性指标对巷道宽度、岩体重度、围岩应力、岩体抗压强度、抗拉强度、锚索布设间距、顶角锚索布设倾角等因素的影响进行了分析。结合现场实际情况,提出了深部大断面回采巷道围岩控制的工程建议。将此设计方法应用到千米深井赵楼煤矿1305孤岛工作面的运输顺槽顶板锚索参数确定中,有效地控制了围岩变形。研究表明:在高应力大断面回采巷道中,顶板锚索需锚固在稳定岩层中,并施加足够的预紧力,才可有效控制顶板围岩冒落或破坏;顶板锚索所需预紧力随岩体抗拉强度、抗压强度及岩体经验参数A的增大而减小,随巷道宽度、岩体重度、围岩应力、锚索布设间距、顶角锚索布设角度以及岩体经验参数B的增大而增大,其敏感性最高的影响因素为围岩应力。因此,在深部高地应力巷道设计中,需特别重视地应力的影响,采用高强、高延伸率锚索,增设锚索定量让压装置,高阻让压有效释放围岩应力,并通过施加高预紧力或注浆加固等方式来提高围岩完整性,获得较好的围岩控制效果。

主 题 词：深部大断面 回采巷道 Hoek-Brown强度准则 上限法 顶板 锚索设计 

学科分类：08[工学] 0818[工学-交通运输类] 080104[080104] 0815[工学-矿业类] 0903[农学-动物生产类] 0813[工学-化工与制药类] 0901[农学-植物生产类] 0814[工学-地质类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.16285/j.rsm.2017.08.024

馆 藏 号：203260510...